電動汽車應(yīng)用—OBC, DC/DC, PDU多合一產(chǎn)品方案

電動車市場需求爆發(fā)式增長，也帶來了各個部件供應(yīng)商的百花齊放，本章主要分享電動車OBC, DC/DC, PDU以及電驅(qū)等多合一應(yīng)用解決方案，能夠一定程度上優(yōu)化產(chǎn)品性能、結(jié)構(gòu)尺寸以及提高可靠性。

Littelfuse作為比較齊全的元器件供應(yīng)商，覆蓋保護、功率半導(dǎo)體、傳感、開關(guān)等產(chǎn)品線，能夠在多合一應(yīng)用提供比較完整的解決方案。

汽車上BMS、域控制器、娛樂影音等都會需要用到TVS與ESD作為浪涌與靜電保護，控制板也會加ptc作為過流保護，同時還會涉及到很多低壓調(diào)控電路，這里不作具體介紹。

汽車?yán)锩娴蛪号潆娕c高壓配電都需要加保險絲與繼電器作為過流保護，下圖整車電氣框架簡單描述各個位置會涉及到的保險絲，隨著現(xiàn)在高壓平臺的大力推廣，在減小銅排與導(dǎo)線尺寸的同時成本也得到了節(jié)省，對于直流保險絲也提高了耐壓要求，目前主流的電壓維750-1000V，配電盒里面采用鎖螺栓的方式。

PDU應(yīng)用

高壓配電盒在前面的章節(jié)也有介紹過，這里重新羅列適合于500-1000V應(yīng)用的高性價比保險絲產(chǎn)品，符合AEC-Q200認(rèn)證。

OBC應(yīng)用

車載充電機OBC常用功率為3.3kw，6.6kw，11kw以及22kw，由于多合一需要集成度更高的結(jié)構(gòu)，OBC也需要越做越薄，其中保險絲安裝方式有臥式與立式，因此需要更高能量密度、更小尺寸的保險絲來滿足結(jié)構(gòu)安裝的需要。

保險絲

Littelfuse 685 fuse尺寸為6*25mm，最大電流55A，相比現(xiàn)有常見的保險絲6*32mm更小，同時提供更大的電流能力，6.6kw單個55A即可滿足要求，同時能夠有效改善本體過熱的問題。

壓敏電阻與固體放電管方案其實在不少章節(jié)里面都有介紹過，可以有效降低雷擊浪涌殘壓，同時提高壓敏電阻的長期使用可靠性，尤其是對于越來越薄的OBC，母線電容的減少，浪涌吸收能力變?nèi)?，以及采用碳化硅方案，抗浪涌沖擊能力變?nèi)?，使用壓敏與固體放電管能降低殘壓的同時減少浪涌電流對于功率器件的損壞。

壓敏電阻MOV

單相電OBC壓敏電阻通常采用交流385-420Vac，而采用壓敏與固體放電管方案后可以把電壓調(diào)到250Vac，實際工作中就是通過降低壓敏電壓來降低后級殘壓。

固體放電管SIDACtor

固體放電管的本質(zhì)就是可控硅，通過把門級集成到內(nèi)部，利用high dv/dt的原理使其觸發(fā)工作，實現(xiàn)了固體放電管2個引腳的封裝，在OBC里面主推的貼片產(chǎn)品，封裝為SMC，8/20us耐受電流3kA，導(dǎo)通電壓Vt為低壓4V，在浪涌動作后可以忽略不記。

下方3個實測結(jié)果可以看出，壓敏與固體放電管可以降低殘壓400V左右，同時經(jīng)過多次浪涌之后，純壓敏會有衰減漏電流增加，而壓敏與放電管由于固體放電管380Vdc的隔直能力，保證了該組合長時間工作狀態(tài)下的持續(xù)穩(wěn)定低漏電流。

有源鉗位也是以前不少章節(jié)介紹過，小東西大功能，算是最高性價比的浪涌吸收方案。

門極驅(qū)動

門極驅(qū)動通常會添加穩(wěn)壓管與TVS作為驅(qū)動過壓保護，由于門極電阻具有限流能力，因此實際TVS在動作之后通常不會工作到峰值Vc，而實際的鉗位電壓取決于工作電流，介于擊穿電壓Vbr與鉗位電壓Vc之間。

Littelfuse專為碳化硅MOSFET開發(fā)出非對稱驅(qū)動保護TVS，正壓15-20V可選，負(fù)壓-4.5~-5.5V，能夠有效保護門極免受異常浪涌而損壞。

配電盒中預(yù)充繼電器新方案采用半導(dǎo)體MOSFET或IGBT，能夠提高繼電器的使用壽命，而高功率TVS可以并聯(lián)于IGBT CE兩端是避免IGBT過壓的有效措施，貼片安裝于PCB也可以減少對于尺寸空間的要求。

汽車應(yīng)用都會用到CAN通訊，如下ESD常用物料作為參考，另外也有12V與36V的產(chǎn)品可選。