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电动汽车直流充电桩电源电路中大功率mos管的应用选择

助工
2020-12-10 17:27:39     打赏
一、电动车充电桩

为了支持新能源汽车产业的高质量发展,国家出台了一系列政策突出新能源汽车的优势,甚至将计划于2020年底到期的新能源汽车购置补贴政策延长2年,补贴退坡力度和节奏也有所平缓。在我国新能源汽车销售量中,纯电动乘用车销量最高,占总结构的69.3%。从发展趋势来看,未来纯电动汽车仍将主导中国新能能源汽车市场的发展。充电桩作为电动汽车的基础配套设备,其数量与质量也是消费者选择电动汽车的重要影响因素。

 

【数据来自前瞻产业研究院】

 

充电桩的充电速度、是否会过充而影响电池寿命以及生产成本,都是研究人员设计高速、高效且安全的电动车充电设备的考虑因素。

 

2016年,Wu LeiQiong设计出了一块采用恒流/恒压和脉冲充电相结合的充电桩系统,选用模糊自适应PID控制方式对充电桩进行控制,既能实现对汽车电池高效快速充电的效果,又能提高系统稳定性和抗干扰性。


 

【模块设计框架图】

 

该双模式充电桩主要技术参数

输入电压:AC 220V/50Hz

输出最大电压:500V

输出最大电流:10A

整机效率:90%

稳压精度:0.5%

 

二、充电系统直流模块

目前市场需要的直流充电桩都是大电流充电,所以应用于市场时,可以将多个样机并联,实现输出大电流的效果。

 

主电路设计参数

电源系统最大输出功率5000W

整流桥最大输出电流18.9A

整流输出电压311V

整流桥型号KBU3510

滤波电容:51000uf/450V的铝电解电容并联

l 采用全桥式电路

高频变压器采用PC40材料的PO50/50磁芯,初级绕组10匝,次级绕组20

隔直电容2.2uF CBB电容

采用零电压PWM变换器(ZVS

全桥逆变电路输出最大电压:500V

全桥逆变电路输出最大电流:10A

微控制器 STM32


 

【系统主电路图】

 

由于主电路与微控制器STM32功率相差过大,MOS管和控制器之间必须隔离,因此每个MOS管都采用独立的驱动电路。

 

三、全桥逆变电路中MOS管的选择

能够承受全桥逆变电路的最大输出电压500V

l 承受最大电流>18.9A


 

【全桥变换器的基本电路图】

 

可选用的VBsmei微碧MOS管型号:

VBP18R20S

VBP18R47S

VBL18R20S
VBL18R20S

VBM18R20S

VBMB18R20S

 

 

 

 

 

四、微碧半导体MOS管封装及应用

微碧半导体企业主要产品的封装有:SOP-8 TO-220F)、TO-263TO-247TO-252TO-251SOT-23SOT-223SOT-89QFN等系列封装产线。

 

【微碧部分MOS管产品封装】

广泛应用于3C数码、安防设备、测量仪器、广电教育、家用电器、军工/航天、可穿戴设备、汽车电子、网络通信、物联网IoT、新能源、医疗电子、照明电子、智能家居、电脑主板显卡、MID\UMPC GPS、蓝牙耳机、PDVD、车载DVD、汽车音箱、液晶显示器、移动电源、手机电池(锂电池保护板)、LED电源等产品。微碧半导体有限公司以饱满的激情,拼搏务实的干劲,不断创新进取,致力于为客户群体打造出一座高效、便捷、直通、优质的服务桥梁。

五、参考文献

[1]叶剑晓,于春梅,梁奇.电动汽车用锂电池快速充电技术研究[J].电气传动,2018,48(06):93-96.


[2]吴李琼双模式电动汽车充电桩技术研究[D].南华大学,2016.


[3]芮秀凤纯电动汽车蓄电池充电系统的研究[D].安徽理工大学,2012.


[4]王洪涛电动汽车蓄电池智能快速充电技术研究[D].延边大学,2012.


[5]王晓佳基于DSP的移相全桥ZVS变换器的研究[D].华中科技大学,2009.





关键词: 电动汽车     直流     大功率    

工程师
2020-12-10 19:34:52     打赏
2楼

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