Vishay | 800 V 系统主动放电电路参考设计:四种方案任你选!
唯样已成为Vishay/威世官方授权代理商
伴随着电动汽车的快速发展,车企和终端用户对与其相关的安全性问题的关注度也与日俱增。特别是随着汽车系统向更高电压架构演进,如何规避高压对人身造成伤害,也就成了一个必须仔细考量的课题。
为了杜绝高压风险,主动放电是一个有效的技术手段,其原理是通过可控的方式耗散电容器(或任何其他储能元件) 中储存的能量,使系统电压能在规定的时间内达快速到安全值。比如在汽车应用中,相关法规规定直流母线电压必须在碰撞后的 5 秒内降至 60 V 的安全电压。在实际的研发中,车企通常会倾向于执行更为严苛的放电时间标准,以凸显自身产品在安全性方面的差异化优势。
Vishay 积极响应这样的市场需求,开发出了面向 800 V 系统的主动放电电路参考设计, 该参考设计能够让 500 μF 电容器在不到 2 秒的时间内,将 850 V 的直流链路母线电压放电至 60 V,并且能够在 15 秒内重复放电过程三次,完全可以满足相关安全规范的要求。
图 1:Vishay 主动放电电路参考设计框图
从系统架构上看,800 V 主动放电电路设计并不复杂,它主要由栅极驱动器、MOSFET 和放电(泄放) 电阻三个核心元器件构成,不过想要达到设计目标,这些元器件的选型,以及确保它们之间协同工作以实现所需的功能,就显得尤为关键了。
Vishay 的参考设计正是帮助开发者解决了这一难题,基于设计需求,从 Vishay 丰富的产品组合中,优选出了合适元器件,并以高度优化的系统设计将它们整合在一起。这样一来,开发者能够以此参考设计为基础,将其快速移植到其他特定的应用场景中。
比如,在栅极驱动器的选择上,该参考设计选用了 Vishay 的汽车级 MOSFET 驱动器 VOMDA1271,VOMDA1271 的一大优势就是它能够从隔离屏障的低压初级侧的红外发射器获得驱动其内部电路所需的全部能量,而无需外接电源来提供 VCC,同时具有关断电路,有效简化了系统 BOM。
同时,控制放电时间的 MOSFET 选择了 MXP120A250FE,这款 1200 V SiC MOSFET 能够承受放电期间通过的电流量, 并能够在不超出最大结温的情况下耗散内部能量,非常适合主动放电应用。
图2:Vishay 800 V 系统主动放电电路参考设计提供四种不同放电电阻变体方案
特别值得一提的是,为了助力客户在放电电阻选型时对不同技术进行探索和比较,Vishay 这款 800 V 系统主动放电电路参考设计提供了四种不同的放电电阻变体方案,涵盖功率型线绕电阻器(图 2 左上和右上)、碳膜 MELF 电阻器(图 2 左下)和厚膜功率电阻器(图 2 右下)三种主流技术,以满足不同类型的应用需求。
总之,Vishay 的 800 V 系统主动放电电路参考设计,基于 Vishay 久负盛名的汽车级产品组合,能够满足严苛的安全法规要求,并为适应多样化的应用开发提供了可选的差异化放电电阻方案,为汽车电气化开发带来的价值不言而喻。
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