【導讀】輔助電源單元在電池電動(dòng)汽車(chē)(BEV)和混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)(HEV)的電源應用中無(wú)處不在，對于為控制、通信、安全、驅動(dòng)等通常低于20 V的各種低壓子系統供電至關(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(xiàn)，如車(chē)載充電(OBC)系統或48 V或12 V電池電壓軌。
在如此廣泛的應用范圍內，對輔助電源的要求非常多樣化，因而市場(chǎng)上產(chǎn)生了無(wú)數替代方案和運用。
盡管這些電源是輔助系統，但仍需要確保高可靠性和穩定性，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電路，或導通和關(guān)斷功率金屬氧化物硅場(chǎng)效應晶體管(MOSFET)和絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)的門(mén)極驅動(dòng)器。
同時(shí)，要求緊湊的設計和出色的性?xún)r(jià)比，因為這些系統不是應用的核心部分，因此應花費盡可能少的資源來(lái)完成工作。
安全也是最重要的，在大多數情況下，系統必須符合汽車(chē)標準，也規定了電磁干擾限制。而且，適應廣泛的輸入電壓范圍和適應不同用例的靈活性，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，特別是如果法規規定，或功能隔離，以實(shí)現可靠的運行。
根據應用相應的上述要求，輔助電源用在不同的拓撲結構-反激、升壓、降壓-升壓等。它們可采用替代的開(kāi)關(guān)機制，如：準諧振或固定頻率，并利用集成或分立技術(shù)來(lái)傳輸所需的功率。
圖1.基于反激式拓撲的隔離型輔助電源原理圖，工作在準諧振峰值電流模式控制下
安森美半導體最近推出了四個(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驅動(dòng)器的隔離型電源。這些方案解決上述挑戰并滿(mǎn)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端調節(PSR)輔助電源，優(yōu)化用于BEV和PHEV汽車(chē)動(dòng)力總成。這些設計可在250 V至900 V的寬輸入直流電壓范圍內提供穩定的15 V，因此適用于400 V和800 V電池系統。
該方案利用NCV1362準諧振峰值電流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(zhù)減小，該設計表現出出色的能效，在低交流電條件下高達86％。
NCV1362控制器出色的驅動(dòng)能力支持SiC FET在12 V下直接運行，而無(wú)需預驅動(dòng)器，從而簡(jiǎn)化了布局并減少了物料單的內容。反激式變壓器提供4 kV的隔離度，且完全通過(guò)汽車(chē)級半導體和無(wú)源器件實(shí)現。
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
(SECO−HVDCDC1362−15W15V−GEVB)
SECO-LVDCDC3064-IGBT-GEVB是IGBT驅動(dòng)器的隔離電源，提供所需穩定電壓軌 (-7.5 V和15 V，每個(gè)分路50 mA），實(shí)現在寬輸入電壓范圍（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。
該系統利用NCV3064 DC-DC轉換器，實(shí)現緊湊而穩定可靠的設計，最小化材料單內容。該板完全采用汽車(chē)認證的器件實(shí)現，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)極驅動(dòng)器提供+ 20 V /-5V電壓軌。
圖5.1.5 W IGBT隔離型驅動(dòng)器電源的優(yōu)勢 (SECO-LVDCDC3064-IGBT−GEVB)
圖6. SECO-LVDCDC3064-IGBT−GEVB框圖
新的電源設計用于400 V和800 V電池系統，隔離型電源用于IGBT和SiC門(mén)極驅動(dòng)器，都經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)設計，可直接集成到應用系統中。
安森美半導體用于汽車(chē)輔助電源方案的廣泛產(chǎn)品和工具陣容，有助于滿(mǎn)足每種應用的要求并提供最佳方案。
除了AC-DC控制器和穩壓器、DC-DC控制器和穩壓器、功率MOSFET、二極管和保護器件的全面產(chǎn)品陣容，以充分實(shí)現廣泛的設計，我們還提供廣泛的硬件和軟件評估以及開(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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