目前在新能源電動汽車應用中使用的電源比工業級固定式應用中的電源承受更為惡劣的應用環境。新能源汽車電源經常暴露在寬溫度范圍、直流電池輻射、沖擊和振動、外來顆粒和污染物以及高水平EMI的環境中。對于新能源電動汽車而言,母線電壓可能高達1000VDC,因此還必須考慮高壓直流和瞬態的影響等等問題。
通過采用InnoSwitch™3-AQ可簡化汽車應用中隔離反激式功率變換器的設計,利用初級和次級控制器集成到單個器件芯片中,可以實現在連續導通模式(CCM)、臨界工作模式(CrM)和斷續導通模式(DCM)下工作和平滑切換,滿足在在30VDC至1000VDC以上的寬輸入電壓范圍內實現精確的輸出電壓調整。
1、根據上圖可以看出輸入電容(CINx ) – 串聯/并聯組合方式將取決于輸入電壓范圍和濾波要求, 緩沖器網絡(CSNx、RSNx、RSx和DCLAMPx)– 緩沖器網絡的串聯/并聯組合方式將根據輸入電壓范圍和輸出功率要求而有所不同、輸出電容(COUTx ) – 并聯電容的數量將取決于輸出電壓紋波和工作 壽命。
2、設置最大開關頻率:對于400VDC系統采用60W及以上為65kHz,較低功率為85kHz。800VDC系統采用35W或更高為35kHz,較低功率為45kHz,通常情況下,如果輸入電壓范圍較小,則最大開關頻率可以設置得較高,這是因為在整個輸入范圍內都有可能發生波谷開通。即使在高頻下,這也將降低開關損耗。
3、輸入電容(CINx )選擇: 使用68nF至150nF、1206、X7R且額定耐壓≥500V的多層陶瓷電容(MLCC), 至少3個串聯,如果電容具有軟端接,則可以使用容值更大的電容。
4、初級緩沖器電路(RSNx、CSNx、DCLAMPx、RS),如果變壓器原型制作完成,則根據實際測量的初級漏感計算緩沖器。 如果沒有變壓器原型,對于35W及更高功率的設計,則假設漏感(Llk )為LPRIMARY的1%。
5、初級檢測過壓保護(DPOV、VRPOV、RPOV)電路: 對于DPOV,采用設計一個100V、200mA的標準恢復SMD二極管。對于VRPOV需要計算所需的擊穿電壓。對于RPOV,使用一個47Ω、0603、1%至5%公差的厚膜SMD貼片電阻。
6、次級檢測過壓保護(DSOV、VRSOV、RSOV)電路: 對于DSOV,使用一個100V、200mA的標準恢復SMD二極管。對于VRSOV,需要計算所需的擊穿電壓。 對于RSOV,使用一個47Ω、0603、1%至5%公差的厚膜SMD貼片電阻。
7、IS引腳保護二極管(DIS )如果IS引腳未使用RC濾波器,則使用具有至少30 A非重復峰值電流的肖特基二極管。二極管電壓額定值可以 ≤ 40V。在出現輸出短路且阻抗非常低的情況下,IS引腳電壓可能超過該引腳的絕對最大額定值,發生此類事件期間需使用該二極管。
以上作為在新能源電動汽車領域的DC-DC隔離反激式電源部分前端設計規則,主要是增加前端電路器件的選擇性,通過優化電路以及外圍器件的選擇對電路設計、布局適當,實現電源的可靠性。