基于GaN的汽车利用的最新停顿是什么?
作者:admin日期:2025/03/12 浏览:
电动汽车 (EV) 越来越受欢送,由于夺目的花费者,尤其是在加利福尼亚州,意识到杰出的减速机能的上风,比方,当红绿灯变绿时,汽油能源汽车可能会被灰尘甩砸。这是由于电念头在驾驶员踩下油门的那一刻就会发生峰值扭矩。但是,与内燃机 (ICE) 汽车比拟,电动汽车的重要念头是动力效力。本文援用地点:EV1 的车载电池充电器 完整可能为来自交换电网的高压牵引电池充电(图 1)。停放的车辆拔出 EV 1 级跟 2 级交换充电站之一,这些充电站呈现在泊车场、家庭、公司、购物核心跟装点景不雅的其余所在。
图1. 图为电动汽车的车载电池充电器表示图。(图片由参考文献 1 供给)Canoo 的这一处理计划应用了 Infineon的功率半导体。它存在 98.7% 的功率因数校订 (PFC) 峰值效力,存在低开关消耗、小尺寸跟高效的电源治理(图 2)。
图2. 这是 Canoo 版本的 ,为 7.2 kW。(图片由 Infineon供给)此基于氮化镓 (GaN) 的双向 OBC 参考计划7 采取交换电网的通用单相输入。它为输入电压为 208 V AC 的负载供给全输出功率 (6.6 kW)(图 3)。
图3. 这种双向 6.6 kW OBC 旨在为电池供给最高功率。(图片由 Reference 7 供给)此参考计划的要害特征是为汽车电池供给最高功率。别的,另有高于 60 W/in 的功率密度程度。3 (3.66 kW/L),牵引电池电压范畴为 250 至 450 V。此 OBC 计划将支撑双向作。PFC 级跟 DC-DC 转换器采取 30mΩ、合乎汽车尺度的 650V LMG3522R030-Q1 GaN FET,由德州仪器 (TI) C2000 TMS320F28388D及时微把持器 (MCU) 把持。转换器应用 12 个 GaN FET,而用于无桥输入整流器的低频 FET 只是一般硅 MOSFET。188体育平台GaN 高电子迁徙率晶体管 (HEMT) 基于 AlGaN/GaN 构造。2 因为电子通道的特征,这使得在高开关频率下实现低导通电阻成为可能。AlGaN/GaN HEMT 是一种常开器件。然而,这对须要常闭电源开关的毛病保险电源利用来说并不便利。为了将 AlGaN/GaN HEMT 转换为常闭器件,普遍采取两种差别的方式:应用共源共栅设置,此中采取疾速且小尺寸的硅晶体管来驱动常开的 HEMT 共源共栅晶体管。应用 p-GaN 栅极 — 在 AlGaN/GaN 客栈上成长 p 掺杂 GaN 层,拉高能带,同时耗尽栅极打仗下方的二维电子气体 (2DEG)。古代 GaN 功率开关基于这两种拓扑,它们在年夜尺寸硅衬底上制作。只管 NexGen 近来发布将 GaN JFET 贸易化,范畴为 700 至 1200 V,但 AlGaN/GaN HEMT 更普遍的贸易化跟更高的成熟度是现在汽车利用的首选。计划职员必需辨别现在市场上的种种车辆拓扑构造。从电力电子的角度来看,这些拓扑中的每一个都包括差别的构建块:轻度混杂能源汽车:这些车辆存在经由过程 DC-DC 转换器衔接的 48V 电池跟 12V 电池。48 V 电池对车辆牵引不任何奇特的感化。那是由于电念头只与内燃机一同应用。别的,这种拓扑无奈对 48-V 电池停止外部充电。高压beat365亚洲体育在线官网电池容量限度为 0.5 kWh。传统混杂能源汽车:这些车辆存在高压电池(平日在 100 至 250 V 的电压范畴内)与尺度 12 V 电池一同应用。这两者经由过程 DC-DC 转换器衔接。即便不内燃机,电念头也可能在车辆牵引下运转。电池容量可高达 3 kWh,而且不会外接充电。插电式混杂能源汽车:与传统混杂能源车相似(存在 12 V 尺度电池跟 DC-DC 转换器,电念头能够独自任务),但应用更年夜、更高容量的牵引电池(电压范畴高达 400 V,容量高达 18 kWh,能够外部充电)。全电动汽车:不内燃机,仅由电念头牵引。电池电压不低于 400 V,有些型号到达 800 V。电池容量平日高达 100 kWh,只管近来的皮卡车利用的储能容量要高得多。12V 电池跟 DC-DC 转换器依然存在。在此汽车参考计划 (PMP23392) 中,3 有四个带有集成驱动器的 100V、97A LMG3100R017 GaN FET。GaN FET 设置在双相、交织、同步降压把持器计划中。该转换用具有 30A 的 5V 稳压输出,峰值电流为 60A。输入电压须要为 24 至 60 V,标称电压为 48 V。热图像如图 4 所示。
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