Die Automobilumgebung ist eine der anspruchsvollsten Umgebungen für die Elektronik. HeuteLadegeräte für ElektrofahrzeugeDesigns vermehren sich mit sensibler Elektronik, einschließlich elektronischer Steuerung, Infotainment, Sensorik, Batteriepacks, Batteriemanagement,Punkt für Elektrofahrzeugeund Bordladegeräte. Zusätzlich zur Hitze, Spannungsspitzen und elektromagnetischen Interferenzen (EMI) in der Automobilumgebung muss das Bordladegerät mit dem Wechselstromnetz verbunden sein und für einen zuverlässigen Betrieb vor Störungen der Wechselstromleitung geschützt sein.
Heutzutage bieten Komponentenhersteller zahlreiche Geräte zum Schutz elektronischer Schaltkreise an. Aufgrund der Anbindung an das Stromnetz ist der Schutz des Bordladegeräts vor Spannungsspitzen durch einzigartige Komponenten unerlässlich.
Eine einzigartige Lösung kombiniert einen SIDACtor und einen Varistor (SMD oder THT) und erreicht so eine niedrige Klemmspannung bei einem hohen Stoßimpuls. Die SIDACtor+MOV-Kombination ermöglicht es Automobilingenieuren, die Auswahl und damit die Kosten der Leistungshalbleiter im Design zu optimieren. Diese Teile werden benötigt, um die Wechselspannung in Gleichspannung umzuwandeln, um das Fahrzeug aufzuladenLaden der Batterie an Bord.
Abbildung 1. Blockdiagramm des integrierten Ladegeräts
Das BordLadegerät(OBC) ist währenddessen gefährdetLaden von Elektrofahrzeugenaufgrund der Exposition gegenüber Überspannungsereignissen, die im Stromnetz auftreten können. Das Design muss die Leistungshalbleiter vor Überspannungstransienten schützen, da Spannungen über ihren Maximalgrenzen sie beschädigen können. Um die Zuverlässigkeit und Lebensdauer des Elektrofahrzeugs zu verlängern, müssen Ingenieure bei ihren Konstruktionen auf steigende Stoßstromanforderungen und eine niedrigere maximale Klemmspannung achten.
Beispiele für vorübergehende Spannungsspitzen sind:
Schalten kapazitiver Lasten
Schalten von Niederspannungssystemen und Schwingkreisen
Kurzschlüsse aufgrund von Bauarbeiten, Verkehrsunfällen oder Unwettern
Ausgelöste Sicherungen und Überspannungsschutz.
Abbildung 2. Empfohlene Schaltung für den Differential- und Gleichtakt-Transientenspannungsschutz unter Verwendung von MOVs und einem GDT.
Aus Gründen der Zuverlässigkeit und des Schutzes wird ein 20-mm-MOV bevorzugt. Der 20-mm-MOV verarbeitet 45 Impulse mit einem Stoßstrom von 6 kV/3 kA und ist damit wesentlich robuster als der 14-mm-MOV. Die 14-mm-Scheibe kann im Laufe ihrer Lebensdauer nur etwa 14 Überspannungen verkraften.
Abbildung 3. Klemmleistung des Little lnfuse V14P385AUTO MOV bei 2-kV- und 4-kV-Überspannungen. Die Klemmspannung übersteigt 1000 V.
Beispielhafte Auswahlbestimmung
Ladegerät der Stufe 1—120 VAC, einphasiger Stromkreis: Die erwartete Umgebungstemperatur beträgt 100 °C.
Erfahren Sie mehr über die Verwendung von SIDACt oder Schutzthyristoren inElektrofahrzeugeLaden Sie den Anwendungshinweis „How to Select the Optimum Transient Surge Protection for EV On-Board Chargers“ herunter, mit freundlicher Genehmigung von Little Fuse, Inc.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 18.01.2024