跟着汽车行业握住追求可合手续发展，电板电动汽车(BEV)凭借其高效果和零尾气排放，冉冉成为行业的焦点。2023年，环球电板电动汽车(BEV)和插电式搀杂能源汽车(PHEV)的销量达到1360万辆，较2022年增长了31%。展望将来几年，这一数字将连续连忙增长。

尽管增长迅猛，但电动车的提高仍靠近一些挑战，举例崇高的资本、较长的充电时期以及有限的续航里程。为应付这些问题，制造商引入了800V的电动车系统。更高的电压架构八成好意思满更快的充电速率，权贵裁减充电时期和资本。

硅的时间尚未完结

自电动汽车大范围提高的早期阶段以来，碳化硅(SiC)和其他宽禁带(WBG)时刻就被合计是电板电动汽车子系统的守望遴荐。与传统硅材料比较，宽禁带材料具有更高的禁带宽度和击穿电压，可好意思满更高的电流密度、更高的开关频率以及更低的总损耗。这些上风使得系统缠绵师八成在高开关频率应用中好意思满更高的效果、更小的体积和更轻的分量。因此，庞杂沟通标明，SiC已成为牵引逆变器范围的主流时刻(部分情况下以外)。

关系词，硅制造工艺的熟识性、现存选项的丰富性、更低的资本、更浅陋的栅极驱动挨次以及器件的分解性，仍然使硅功率MOSFET和IGBT成为宽禁带时刻的可行替代决策。遴荐合适的器件需要缠绵师具备高水平的专科智商，而当作供应商，咱们也有背负提供全面的产物遴荐，以高慢多样需乞降偏好。

在低开关频率条款的应用中，导通损耗和热缠绵的方便性是要道身分。宽禁带器件固有的高功率密度可能会带来热管制方面的挑战，而硅IGBT和MOSFET较大的芯单方面积在这些场景中不错更容易好意思满热管制。

电动汽车的复杂电路包含多个子系统，其中一些并不需要半导体时刻具备高开关智商。

应用案例

下图1展示了一种通用的电板分拨单位(BDU)应用于电动汽车中的示例。

图1

在热管制子系统中，PTC加热器、预充电回路以及放电回路并不一定需要更高的开关频率。违犯，它们需要低导通损耗、高浪涌电流智商以及坚固耐用的半导体器件，以确保高可靠性。

热管制

与内燃机(ICE)汽车通过废热加热乘客舱不同，电动汽车由于其高效的能量运用特质，无法产生填塞的废热。因此，电动汽车的热管制靠近以下两个紧要需求：

· 电板的温度改变

· 在清冷环境下为乘客舱加热

在清冷的环境中，PTC加热器和热泵被用来为电板改变温度以达到最好性能，并同期为乘客舱供暖。图2展示了PTC加热器的典型电路竖立。

图2

在这种应用中，IGBT的开关频率接续在几十赫兹到几百赫兹之间。器件的低通态电压降、短路智商以及清雅的热性能是要道身分。

放电回路

800V BEV系统中的直流母线电容放电需求

高压电板电动车的紧要安全契约条款在以下两种操作场景下对直流母线电容进行放电：

· 平时操作中的关机

· 紧迫情况(如碰撞后或检测到严重故障)

这些放电机制是基本的安全功能，旨在裁减车辆乘客和崇拜东说念主员遭遇电击的风险，并注视潜在的失火隐患。基于制造商的风险评估，这类应用接续被归类为汽车安全齐备性等第B(ASIL-B)。

在800V BEV架构中，标称电板电压属于电压等第B(60V至1500V)。左证ISO 6469-4安全法例司法，系统必须在紧迫情况下快速裁减电压。具体来说，在碰撞后车辆住手的5秒内，母线电压必须裁减并保合手在60V DC以下。图3展示了典型的放电回路。

图3

在必要情况下，直流母线电容可通过IGBT放电。通过开启IGBT，电容中的通盘能量齐不错通过与IGBT串联的Rdis电阻进行放电。此类应用需要具备高浪涌电流智商的坚固IGBT。

预充电回路

预充电回路常用于电动汽车(如电板管制系统和车载充电器)，也被凡俗应用于工业范围(如电源和配电单位)。在电动汽车中，松手器不仅崇拜处理高电容的电气元件，还通过松手电机的功率流动，确保电机的闲静高效运行。通过预充电回路中的高压正极和负极战斗器，不错安全地一语气或断开电源与电容，从而注视启动时出现过大的浪涌电流。这种预充电机制可松手充电流程并确保系统安全，同期在必要时好意思满元件袭击。要是莫得预充电回路，战斗器闭合时可能发生焊合现象，导致短暂电弧和潜在的损坏。

图4展示了一种预充电回路的拓扑结构。

图4

在该电路中，包含两个高电流、高电压战斗器S1和S2，一个颓靡的预充电开关T1，以及一个与负载(如牵引逆变器)并联的直流母线电容C1。开头，两个高电流战斗器S1和S2均处于大开情状，袭击了高压电板与负载之间的一语气。预充电通过闭合开关T1(1300V A5A IGBT)和高压负极战斗器S1初始，使直流母线电容充电至与电板电压绝顶的水平。在预充电流程完成后，开关T1断开，高压正极战斗器S2闭合。由于在闭合高压正极和负极战斗器前，直流母线电容仍是被充电，因此不会产生权贵的浪涌电流。1300V A5A IGBT具备高浪涌电流智商，因此相配符合这种应用。

图5

图5展示了Littelfuse公司采纳1300V A5A IGBT的BDU演示板。

转头

跟着汽车行业转向电动汽车的更高电压架构，硅 IGBT 关于需要较低开关频率和最小传导损耗的应用仍然至关紧要。

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