终端用户希望新的电动汽车设计能够最大限度地减少车辆的空闲时@@间@@，尤其是在长途驾驶中@@。电动汽车设计人员需要提高@@充电器的功率@@输出@@、功率@@密度和@@效率@@，以实现终端用户期望的快速充电@@。目前@@，单个单元充电器的设计@@范围是从@@7千瓦@@到@@30千瓦@@。将单个单元@@188足彩外围@@app 组合到模块化设计中可以增加功率@@输出@@，帮助充电器制造商实现占地面积更小@@、灵活性更高和@@可扩展性的目标@@@@。对有源功率@@@@188足彩外围@@app 使用@@先进的隔离封装@@@@，可实现更高的功率@@密度并显著减少电路设计中的热管理工作@@，从而解决大功率@@充电的挑战@@。
电力公司面临着额外的管理大负载的挑战@@，这些大负载是由增加的电动汽车使用@@的电动汽车电池@@充电而产生的@@。公用事业单位正在研究两项车辆到电网@@的技术@@@@：
V1G – 在这项称为智能充电的技术@@中@@，公用事业单位通过两种方式单独分配能量@@，以将需求峰值降至最低@@;即@@通过控制电动汽车开始充电的时@@间和@@供电的多少@@。
V2G – 双向充电控制充电时@@间@@、功率@@和@@方向@@。例如@@@@，为了减少峰值需求@@，该公用事业单位可以将充满电的电池中的一些电力拉回电网@@@@，然后将其供应给另一辆车@@。V2G方法对于车队来说可能非常具有成本效益@@，因为为调峰做出贡献将被认为是一项有价值的服务@@。例如@@@@，大多数校车只在白天运行@@，整晚都可以充电和@@共享电力@@。一支规模更大的车队@@，比如@@美国运营的@@50万辆校车@@，可以被控制成高度分散的能源储存@@。在美国暑假的@@100天空闲时@@间里@@，可用电池容量可以增长到@@GWh的水平@@。为了适应@@V2G技术@@，现在的设计@@人员需要开发双向充电器@@，这种充电器也可以为电网@@供电@@。
与@@简单的单向充电器相比@@@@，双向充电器的设计@@更加复杂@@，需要更多的@@188足彩外围@@app 。还需要额外的努力来管理功耗和@@开发复杂的控制算法@@。
处理更高功率@@需要高功率@@半导体的先进封装@@@@
图@@1显示了一种双向电源拓扑@@，该拓扑在@@8个半桥组中使用@@@@16个碳化硅功率@@@@MOSFET。为了实现更高的功率@@@@，电子@@设计人员可以并联使用@@更多的离散功率@@@@FET;然而@@，这会使电力电子@@系统的设计@@复杂化@@。分立功率@@@@FET封装@@通常为@@D²PAK或@@TO-247封装@@。当设计功率@@级别超过@@30 kW时@@，先进的隔离封装@@提供了支持所需高输出功率@@的@@188足彩外围@@app
。
图@@1：具有多级功率@@转换的双向充电器电路@@
与@@分立封装@@不同@@，隔离封装@@允许将多个封装@@安装到一个公共散热器上@@。由于其外形小巧@@，与@@12毫米或@@@@17毫米功率@@模块相比@@@@，它们通过最小化子单元的总高度@@，提供了更紧凑的设计@@@@。此外@@，使用@@具有高绝缘强度的顶部冷却侧@@，器件和@@散热器之间不需要额外的隔离箔@@，使组装过程更容易@@，成本更低@@。
图@@2显示了封装@@选项及其功率@@处理能力@@。这些封装@@选项根据输出功率@@和@@散热量以及印刷电路板@@(PCB)布局的复杂性和@@组装难度进行评级@@。表面贴装功率@@器件@@@@(SMPD)为设计人员提供了功率@@能力@@、功耗以及易于布局和@@组装的最佳组合@@。
图@@2.封装@@功率@@能力与@@封装@@性能的比较@@
SMPD封装@@可实现更高功率@@密度@@
电动汽车充电系统设计人员可以使用@@@@SMPD来容纳各种电压等级和@@电路拓扑@@(包括半桥@@)的各种芯片技术@@@@。SMPD封装@@的示例如@@@@图@@@@3所示@@。SMPD封装@@具有以下特点@@：
具有铜引线框架的直接铜键合@@ (DCB)基板@@，铝键合线@@，半导体周围的塑料模塑化合物@@。DCB结构提供高隔离强度@@，从而实现了在单个载体上进行具有高散热能力的多半导体排列@@。DCB裸露的铜层最大限度地增加了散热器连接的可用表面积@@。铜引线框架与@@铝键合导线相结合@@，简化了焊接和@@组装@@。
图@@ 3. 表面贴装功率@@器件@@@@ (SMPD) 封装@@的示例结构@@(来源@@：Littelfuse )
本示例中的@@ SMPD 封装@@设计具有以下几个优点@@：
如@@图@@@@4所示@@，SMPD封装@@有两个版本@@，即@@SMPD-X和@@SMPD-B。SMPD-X包含单个开关@@、单个二极管或@@@@Co-Pack，可以在一个封装@@中满足更高的功率@@需求@@。SMPD-B允许在各种电压@@、电流和@@技术@@中构建模块@@，如@@各种拓扑中的@@MOSFET、IGBT和@@晶闸管@@。
图@@4：SMPD-X和@@SMPD-B封装@@比较@@
两个版本都具有相同的封装@@尺寸@@，长度为@@25 mm，宽度为@@23 mm，并且具有共同的占地面积和@@安装面积@@。
19英寸@@机架@@，具有两个高度单元@@(2HU)，长度为@@880 mm，用于电动汽车充电子@@单元@@，在行业中随处可见@@。例如@@@@，当使用@@薄型@@SMPD封装@@时@@@@，与@@采用@@19英寸@@2HU机架配置的@@E2和@@E3封装@@相比@@@@，该设计节省了约@@13%的体积@@，从而为功率@@磁件和@@去耦合电容器等无源@@188足彩外围@@app 提供了更大的空间@@@@。
图@@5所示@@。减少所需的@@188足彩外围@@app
数量可实现更高的功率@@密度和@@更高的功率@@@@，并减小总体组装尺寸@@。图@@5所示@@的每个封装@@包含了两个功率@@@@MOSFET，这是@@SMPD封装@@的多个电路配置中的一个示例@@。
图@@5.基于@@SMPD封装@@的双向充电器将@@188足彩外围@@app 数量减少了将近@@50%
如@@果要求目标@@是更高的功率@@水平@@，SMPD还可用于@@IGBT和@@碳化硅@@MOSFET的单开关配置@@。一旦设计需要更高的电压@@，就可以随时@@选择@@1700V及以上的封装@@选项@@。
目标@@：更小的封装@@和@@更高的功率@@@@
通过采用@@SMPD封装@@，设计人员可以提高@@电动汽车充电器的功率@@@@，从而提高@@功率@@密度和@@效率@@@@。SMPD使设计人员能够开发输出功率@@高达@@50 kW的单功率@@单元@@，而无需并联@@188足彩外围@@app 。使用@@SMPD功率@@188足彩外围@@app 有助于通过使用@@更少的@@188足彩外围@@app 来降低制造成本@@。表面贴装封装@@设计@@(如@@Littelfuse的设计@@)，可以通过低热阻封装@@技术@@将散热器尺寸和@@成本降至最低@@。使用@@这种封装@@可以降低辐射和@@传导@@EMI，并具有较低的寄生电容和@@杂散电感@@。设计人员还可以通过在更高频率下工作来使用@@更小的电感器@@，从而进一步节省空间@@和@@成本@@。
一句话@@：SMPD功率@@器件@@封装@@使设计人员在不大幅增加系统尺寸和@@重量的情况下@@，增加了输出功率@@@@。
本文转载自@@：电子@@工程专辑@@