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使用PI方案进行800V牵引逆变器的应急电源设计

2022-03-23
來源:PI电源芯片

  在電動汽車的牽引逆變器中,供電分為12V低壓電源和400/800V高壓供電。其中高壓供電送至牽引逆變器,進行DC-AC逆變,產生三相交流電,驅動電機旋轉。逆變器通常提供90-250KW的輸出功率。其中400V電壓的電池組,主要在過去的電動汽車中使用,受電流限制,充電速率和輸出功率較低。

  本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/202203/432155.htm

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  而800V是新型電動汽車所采用的電壓,高壓母線支持更大容量的電池組,支持最高350kW的充電功率。電壓的提升也減小了系統電流,相比400V平臺,800V平臺的整體性能得到了很高的提升,并且導線的截面積減小,也減輕了整車重量。目前,800V平臺已經商用,在大型電動車和高性能電動車上廣泛使用。

  通過ISO 26262對牽引逆變器的安全要求中,要求12V小電池故障不會影響牽引逆變器的驅動,這就需要在12V電壓故障時,由應急電源為牽引逆變器供電。800V平臺不僅提供更高的驅動功率、提高電池組充電速度,還可以降低導線重量,使用更輕更細的線材。PI的SCALE-iDriver驅動器、InnoSwitch3均可以用在800V高壓平臺。

  PI的SCALE-iDriver驅動器適用于使用IGBT和SiC MOSFET的純電動汽車和插電式混合動力汽車的門極驅動器解決方案,支持400/800V供電。并且SCALE-iDriver具有8kV的絕緣強度,并且100%進行測試。外部爬電距離和電氣間隙≥9.5mm,內部絕緣材料間距≥0.4mm。適用于IGBT,高壓MOSFET和碳化硅MOS的驅動,并提供完善的保護功能。

  牽引逆變器正常工作時由12V電池供電,當12V電池故障時,需要由應急電源供電,并實現故障響應以確保安全。應急電源需要在30-1050V的寬輸入電壓下工作,以滿足主動控制和滿電電池以及電機再生的高電壓。應急電源還需要在-40到85-105℃下提供10-40W的功率輸出,滿足高可靠性及絕緣要求。還需要小體積以降低成本和減小整體體積,單一應急電源滿足寬輸出功率和寬輸入電壓。

  PI提供的應急電源方案支持30-1200V的寬輸入電壓,最高輸出功率為15W,內置加強的隔離。PI的InnoSwitch3-AQ支持次級檢測反饋,內置同步整流控制器,相比肖特基整流,降低損耗降低成本。使用高效率準諧振開關,內部集成FluxLlink磁感耦合技術,具有高帶寬和快速的動態響應特性,無需光耦反饋,并且內置完善全面的保護功能,可通過外置的StackFET,支持1000V以上的輸入電壓。

  PI基于InnoSwitch3-AQ的應急電源方案支持多繞組,產生正負柵極驅動電壓,無需DC-DC轉換器,在40V輸入時仍可輸出8W的功率,800V輸入下,空載功耗<80mW。PI提供用于400V系統的30W參考設計DER-840Q、20W參考設計DER-907Q、800V系統的30W參考設計DER-859Q和15W參考設計DER-889Q。




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