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上海贝岭车载逆变电源功率器件解决方案
日期:2022-11-24 来源:

一、      引言

作为一种电源转换器,车载逆变电源能够将储能电池直流电转换为220V的交流电,给笔记本电脑、数码相机、无人机等设备提供电能。其输出波形包括修正弦波和纯正弦波两种类型,修正弦波车载逆变电源价格便宜,但输出波形质量较差,适用于小功率用电设备;纯正弦波车载逆变电源可提供高质量交流电,适用于大部分用电设备,工作稳定,但价格较贵。逆变输出波形如图1所示:

xt1.JPG

车载逆变电源适配于多类型负载,直流电池的输入电压范围覆盖12V~72V,功率等级包括100W至数千瓦。多采用两级电路结构,前级DC/DC变换器对直流电池电压进行升压,后级DC/AC逆变器实现逆变交流输出。典型产品及电路结构如图2所示:

xt2.JPG            


二、      车载逆变电源典型拓扑及工作原理

在车载逆变电源中,前级DC/DC变换器一般选用推挽电路实现直流升压,后级DC/AC变换器通常使用全桥电路实现逆变输出。整体控制框图如图3所示,典型波形如图4所示:

     xt3.JPG


DC/DC变换器:通常采用隔离型DC/DC变换器,由变压器初级升压电路和变压器次级整流电路组成,能有效提升电路增益,实现高升压比。

变压器初级升压电路:主要功能是将直流电池输出的低压直流电转换为高频交流电。推挽电路结构简单,所用的功率开关管数量仅为全桥电路的一半,适用于低电压大电流的应用场合,故在车载逆变电源中得到了广泛的应用,拓扑结构如图5(a)所示。

变压器次级整流电路:主要功能是将高频变压器次级输出的交流电转换为高压直流电,通常采用全桥整流电路,如图5(b)所示。

xt4.JPG 


DC/AC变换器:主要功能是将高压直流母线电压转换为220V/50Hz的单相交流电,通常采用H桥逆变电路,方案成熟,性能较好,拓扑结构如图6所示:

     xt5.JPG      


三、上海贝岭车载逆变电源功率器件解决方案

基于多年的技术沉淀与积累,上海贝岭已开发出系列高性能、高可靠性的功率开关器件。同时,聚焦市场的主流应用,推动器件研发与市场应用协同发展,为客户提供更加专业、高效的功率器件解决方案。

针对车载逆变电源应用领域,基于对该应用需求的深度理解,现已推出完整的功率器件方案,包括SGT MOSFETIGBT等系列产品。具备易于驱动、通态损耗低、热稳定性好等优势。在众多主流客户中得到广泛应用及好评。

3.1 更具竞争力的产品特点

产品特点

SGT MOSFET

IGBT

低通态电阻RDS(on)

低导通压降VCE(sat)

Vth一致性

EonEoff

极低的QG

强短路能力

3.2 系统应用优势

推挽升压电路:SGT MOSFET应用于推挽升压电路中,低通态电阻RDS(on) 可以显著降低器件的通态损耗,使得相同功率应用下器件的温升更低,或同样的散热设计中,可流过更高电流,更好发挥系统的应用性能。更高的阈值电压一致性,利于在推挽升压电路中实现多颗器件并联,实现更高功率输出的同时降低器件成本。同时更低的QG有利于降低对栅极驱动的功率要求,使得驱动更加容易。

全桥逆变电路:针对车载逆变电源应用,当出现负载侧短路时,IGBT强短路能力可以实现更加安全可靠的保护。低导通压降VCE(sat)可有效改善系统的通态损耗,低EonEoff能降低开关损耗,这些参数对于提升系统效率至关重要。

3.3 全面的功率器件解决方案

针对车载逆变电源应用领域,贝岭具备完整的功率器件选型和解决方案,SGT-MOSFET系列产品可应用于低压大电流的推挽电路,IGBT系列产品适用于高效的全桥逆变电路,覆盖宽范围的电压、电流等级和多种封装形式,满足不同功率等级的车载逆变电源应用需求。产品的具体型号的及参数如表1、表2所示。

表1  车载逆变电源SGT MOSFET选型方案

产品类型

产品型号

VDS

(V)

RDS(on),TYP

(mΩ)

VTH (V)

Crss

(pF)

QG

(nC)

封装

SGT MOSFET

BLP14N08L

80

12

1.8

7

22

TO-252

BLP05N08G

85

4.4

3

17

80

TO263, TO220

85

4

3

17

80

PDFN 5*6

BLP065N08G

85

5.4

3

11.7

61.2

TO263, TO220,   TO252

BLP04N08

85

3.0

3

97

124

TO263, TO220   TO263-7

BLP03N08

85

2.3

3

152

138

TO263, TO220   TO247

BLP03N08

85

1.9

3

152

138

TO263-7,TOLL8

BLP02N08

85

1.6

3

472

240

TO263, TO220

BLP055N09G

90

5

3

25.7

69.7

TO263, TO220

BLP12N10G

100

10.5

3

10

37

TO220F, TO220,   TO252

BLP045N10

100

3.6

3

124

102

TO263, TO220

BLP055N10

100

4.8

3

75

74

TO263, TO220

BLP03N10

100

2.7

3

110

131

TO263, TO220

BLP12N10G

100

10.5

3

10

37

TO220F, TO220,   TO252

BL08N10G

100

7.5

3

10

44.5

TO220

BLP065N10GL

100

6.0

1.8

8.8

65

TO220

表2  车载逆变电源IGBT选型方案

产品类型

产品型号

VCES

(V)

VCE(sat),TYP

(V)

IC

(A)

IF

(A)

QG

(nC)

封装

IGBT

BLG10T65FUL

650

1.4

10

10

36

TO-252

BLG15T65FUA

650

1.6

15

15

38

TO-220/220F

BLG15T65FUL

650

1.4

15

15

44

TO-220/220F

BLG20T65FULA

650

1.55

20

10

44

TO-220/220F

BLG40T65FUK

650

1.55

40

20

110

TO-3PN,TO-247

BLG40T65FDL

650

1.45

40

40

165

TO-247-3L

BLG40T65FUL

650

1.55

40

20

110

TO-3PN,TO-247

3.4 专业的技术支持


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