EV 和 HEV 充电器中的三相 PFC
出处:维库电子市场网 发布于:2023-10-11 16:12:35
图 1:典型 EV/HEV 动力系统框图
级是功率因数校正电路 (PFC),在本例中连接到三相高压电源。该前端通常通过使用 Vienna 整流器来实现,这是一种基于 PWM 的方法,在需要高效率、低开关损耗和高 EMI/RFI 抗扰度的所有应用中具有多种优势。PFC 后面是一个谐振 LLC DC-DC 初级转换器,耦合到次级 DC-DC 转换器(或整流级),终可以为 HV 电池充电。
电动汽车/混合动力汽车充电
逐步放弃化石燃料并转向电动和混合动力汽车,不可避免地会对充电站产生更大的需求。快速和超快速充电站能够提供高达 250 kW 的直流电,可在车外将交流电转换为直流电,考虑到所涉及的高功率,以及车辆所涉及的重量和成本,这是一个强制性的解决方案。所需的组件。图 1 中的相同框图适用于快速和超快速充电站。特别是,在图 2 中,我们可以观察通过称为维也纳整流器的经典方案实现的 PFC 级。
图 2:Vienna 整流器,三相 PFC 级的经典示例
为了实现高效率,保持较低的开关损耗,通常采用高功率 MOSFET、IGBT、功率集成模块 (PIM) 和 SiC 器件,为实现三相 PFC 级提供完整的解决方案。事实证明,Vienna 整流器特别适合实现 PFC 前端,其中功率单向流动(从交流到直流)、开关两端的功率密度高且电压应力低。Vienna 交流转直流整流器提供非常接近单位值的功率因数 (PF)、正弦电流和较低的总谐波失真 (THD)。
由于相对于传统硅基器件具有卓越的电气特性,SiC 功率分立器件为实现高效率 PFC 前端提供了解决方案。安森美半导体提供多种 SiC MOSFET 驱动器选择,适用于 PFC、高性能逆变器和大功率电机驱动器等应用。NCP71705 _专为驱动 SiC MOSFET 晶体管而设计,可提供允许栅极电压,以实现尽可能的传导损耗。通过在开启和关闭期间提供高峰值电流,开关损耗也得以化。为了提高可靠性、dV/dt 抗扰度以及更快的关断速度,NCP51705 可以利用其板载电荷泵来生成用户可选的负电压轨。对于隔离应用,NCP51705 还提供外部可访问的 5 V 电源轨,为数字或高速光隔离器的次级侧供电。高功率交流到直流转换器的升压级受益于高效肖特基二极管的使用,例如英飞凌的CoolSiC肖特基二极管 650 V G6CoolSiC? G6 的第六代碳化硅 (SiC) 肖特基二极管,阻断电压为 650 V。CoolSiCG6 旨在提高效率并实现紧凑的电源设计。CoolSiC? 肖特基二极管 650 V G6 是一款的 SiC 二极管,可提供的正向电压并获得的效率。正向电压降低的好处在较低的传导损耗中显而易见。CoolSiC? 肖特基二极管 650 V G6 的正向电压较低,可降低传导损耗,从而有助于实现更高的效率和更低的器件结温。ROHM Semiconductor提供多种适用于高功率汽车级应用的碳化硅器件。SCS220AGHR _例如,肖特基势垒二极管可提供 650V 的反向(击穿)电压,远远超过硅 SBD 的上限。该SiC SBD符合AEC-Q101汽车标准,具有高速开关和超短反向恢复时间。这限度地减少了反向恢复电荷和开关损耗,有助于终产品的小型化。AEC-Q101 提供 20A 的连续正向电流、4 至 140 uA 的反向电流以及 130W 的总功耗。该器件采用 TO-220AC 封装,适用于车载充电器、无线充电器、电动汽车充电器和转换器等应用。
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