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輔助電源單元在電池電動(dòng)汽車(BEV)和混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(HEV)的電源應(yīng)用中無(wú)處不在，對(duì)于為控制、通信、安全、驅(qū)動(dòng)等通常低于 20 V 的各種低壓子系統(tǒng)供電至關(guān)重要，而且，電源本身的電源可能來(lái)自+400 V 直流高壓總線，如車載充電(OBC)系統(tǒng)或 48 V 或 12 V 電池電壓軌。
在如此廣泛的應(yīng)用范圍內(nèi)，對(duì)輔助電源的要求非常多樣化，因而市場(chǎng)上產(chǎn)生了無(wú)數(shù)替代方案和運(yùn)用。
盡管這些電源是輔助系統(tǒng)，但仍需要確保高可靠性和穩(wěn)定性，因其在為關(guān)鍵模塊供電，如可能包括核心控制器的邏輯級(jí)電路，或?qū)ê完P(guān)斷功率金屬氧化物硅場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)和絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)的門(mén)極驅(qū)動(dòng)器。
同時(shí)，要求緊湊的設(shè)計(jì)和出色的性價(jià)比，因?yàn)檫@些系統(tǒng)不是應(yīng)用的核心部分，因此應(yīng)花費(fèi)盡可能少的資源來(lái)完成工作。
安全也是最重要的，在大多數(shù)情況下，系統(tǒng)必須符合汽車標(biāo)準(zhǔn)，也規(guī)定了電磁干擾限制。而且，適應(yīng)廣泛的輸入電壓范圍和適應(yīng)不同用例的靈活性，使其脫穎而出。
最后同樣重要的是，輔助電源需要提供高壓隔離，特別是如果法規(guī)規(guī)定，或功能隔離，以實(shí)現(xiàn)可靠的運(yùn)行。
根據(jù)應(yīng)用相應(yīng)的上述要求，輔助電源用在不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) - 反激、升壓、降壓 - 升壓等。它們可采用替代的開(kāi)關(guān)機(jī)制，如：準(zhǔn)諧振或固定頻率，并利用集成或分立技術(shù)來(lái)傳輸所需的功率。
圖 1. 基于反激式拓?fù)涞母綦x型輔助電源原理圖，工作在準(zhǔn)諧振峰值電流模式控制下
安森美半導(dǎo)體最近推出了四個(gè)新方案：高壓輔助電源，適用于基于 800 V 和 400 V 電池的 BEV 和 PHEV 并提供 15 W 或 40 W 功率，以及用于 IGBT 和碳化硅(SiC) MOSFET 驅(qū)動(dòng)器的隔離型電源。這些方案解決上述挑戰(zhàn)并滿足所需要求。
SECO-HVDCDC1362-15W15V-GEVB 和 SECO-HVDCDC1362-40W15V-GEVB 是極高能效和靈活的初級(jí)端調(diào)節(jié)(PSR)輔助電源，優(yōu)化用于 BEV 和 PHEV 汽車動(dòng)力總成。這些設(shè)計(jì)可在 250 V 至 900 V 的寬輸入直流電壓范圍內(nèi)提供穩(wěn)定的 15 V，因此適用于 400 V 和 800 V 電池系統(tǒng)。
該方案利用 NCV1362 準(zhǔn)諧振峰值電流 PSR 反激控制器、成本優(yōu)化的 NVHL160N120SC1 160mΩ1200 V 碳化硅(SiC) MOSFET 和 FFSD0665B-F085 SiC 二極管的多種優(yōu)點(diǎn)。
得益于 SiC FET 的高阻斷電壓能力和超低門(mén)極電荷(34 nC)值，開(kāi)關(guān)損耗顯著減小，該設(shè)計(jì)表現(xiàn)出出色的能效，在低交流電條件下高達(dá) 86％。
NCV1362 控制器出色的驅(qū)動(dòng)能力支持 SiC FET 在 12 V 下直接運(yùn)行，而無(wú)需預(yù)驅(qū)動(dòng)器，從而簡(jiǎn)化了布局并減少了物料單的內(nèi)容。反激式變壓器提供 4 kV 的隔離度，且完全通過(guò)汽車級(jí)半導(dǎo)體和無(wú)源器件實(shí)現(xiàn)。
圖 2. SECO?HVDCDC1362?15W15V?GEVB 的能效
圖 3. SECO?HVDCDC1362?15W15V?GEVB 框圖
圖 4.15 W 高壓輔助電源的優(yōu)勢(shì)
(SECO?HVDCDC1362?15W15V?GEVB)
SECO-LVDCDC3064-IGBT-GEVB 是 IGBT 驅(qū)動(dòng)器的隔離電源，提供所需穩(wěn)定電壓軌 (-7.5 V 和 15 V，每個(gè)分路 50 mA），實(shí)現(xiàn)在寬輸入電壓范圍（6 Vdc 至 18 Vdc）高效開(kāi)關(guān)。還提供了額外的+7.5 V 電源軌，以支持任何其他較低電壓邏輯。
該系統(tǒng)利用 NCV3064 DC-DC 轉(zhuǎn)換器，實(shí)現(xiàn)緊湊而穩(wěn)定可靠的設(shè)計(jì)，最小化材料單內(nèi)容。該板完全采用汽車認(rèn)證的器件實(shí)現(xiàn)，并且與商用 IGBT DC - DC 電源引腳兼容，從而提供了開(kāi)箱即用的隔離型驅(qū)動(dòng)器電源方案。
使用相同 NCV3064 的另一個(gè) SiC 變體 SECO-LVDCDC3064-SIC-GEVB 將適用于 SiC MOSFET 開(kāi)關(guān)，為門(mén)極驅(qū)動(dòng)器提供+ 20 V /-5V 電壓軌。
圖 5.1.5 W IGBT 隔離型驅(qū)動(dòng)器電源的優(yōu)勢(shì) (SECO-LVDCDC3064-IGBT?GEVB)
圖 6. SECO-LVDCDC3064-IGBT?GEVB 框圖
新的電源設(shè)計(jì)用于 400 V 和 800 V 電池系統(tǒng)，隔離型電源用于 IGBT 和 SiC 門(mén)極驅(qū)動(dòng)器，都經(jīng)過(guò)專門(mén)設(shè)計(jì)，可直接集成到應(yīng)用系統(tǒng)中。
安森美半導(dǎo)體用于汽車輔助電源方案的廣泛產(chǎn)品和工具陣容，有助于滿足每種應(yīng)用的要求并提供最佳方案。
除了 AC-DC 控制器和穩(wěn)壓器、DC-DC 控制器和穩(wěn)壓器、功率 MOSFET、二極管和保護(hù)器件的全面產(chǎn)品陣容，以充分實(shí)現(xiàn)廣泛的設(shè)計(jì)，我們還提供廣泛的硬件和軟件評(píng)估以及開(kāi)發(fā)工具幫助工程師，可加快開(kāi)發(fā)階段并縮短新產(chǎn)品的上市時(shí)間。
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汽車輔助電源方案
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汽車高壓 15?V?15?W 輔助電源(視頻)
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隔離型 IGBT 門(mén)極驅(qū)動(dòng)器電源(視頻)
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