电动汽车直流充电桩电源电路中大功率mos管的应用选择

VBsemi

一、电动车充电桩

为了支持新能源汽车产业的高质量发展，国家出台了一系列政策突出新能源汽车的优势，甚至将计划于2020年底到期的新能源汽车购置补贴政策延长2年，补贴退坡力度和节奏也有所平缓。在我国新能源汽车销售量中，纯电动乘用车销量最高，占总结构的69.3%。从发展趋势来看，未来纯电动汽车仍将主导中国新能能源汽车市场的发展。充电桩作为电动汽车的基础配套设备，其数量与质量也是消费者选择电动汽车的重要影响因素。

【数据来自前瞻产业研究院】

充电桩的充电速度、是否会过充而影响电池寿命以及生产成本，都是研究人员设计高速、高效且安全的电动车充电设备的考虑因素。

2016年，Wu LeiQiong设计出了一块采用恒流/恒压和脉冲充电相结合的充电桩系统，选用模糊自适应PID控制方式对充电桩进行控制，既能实现对汽车电池高效快速充电的效果，又能提高系统稳定性和抗干扰性。

【模块设计框架图】

该双模式充电桩主要技术参数

l 输入电压：AC 220V/50Hz

l 输出最大电压：500V

l 输出最大电流：10A

l 整机效率：≥90%

l 稳压精度：≤0.5%

二、充电系统直流模块

目前市场需要的直流充电桩都是大电流充电，所以应用于市场时，可以将多个样机并联，实现输出大电流的效果。

主电路设计参数

l 电源系统最大输出功率5000W

l 整流桥最大输出电流18.9A

l 整流输出电压311V

l 整流桥型号KBU3510

l 滤波电容：5个1000uf/450V的铝电解电容并联

l 采用全桥式电路

l 高频变压器采用PC40材料的PO50/50磁芯，初级绕组10匝，次级绕组20匝

l 隔直电容2.2uF 的CBB电容

l 采用零电压PWM变换器（ZVS）

l 全桥逆变电路输出最大电压：500V

l 全桥逆变电路输出最大电流：10A

l 微控制器 STM32

【系统主电路图】

由于主电路与微控制器STM32功率相差过大，MOS管和控制器之间必须隔离，因此每个MOS管都采用独立的驱动电路。

三、全桥逆变电路中MOS管的选择

l 能够承受全桥逆变电路的最大输出电压500V

l 承受最大电流＞18.9A

【全桥变换器的基本电路图】

可选用的VBsmei微碧MOS管型号：

①VBP18R20S

②VBP18R47S

③VBL18R20S
④VBL18R20S

⑤VBM18R20S

⑥VBMB18R20S

四、微碧半导体MOS管封装及应用

微碧半导体企业主要产品的封装有：SOP-8 、TO-220（F）、TO-263、TO-247、TO-252、TO-251、SOT-23、SOT-223、SOT-89、QFN等系列封装产线。

【微碧部分MOS管产品封装】

广泛应用于3C数码、安防设备、测量仪器、广电教育、家用电器、军工/航天、可穿戴设备、汽车电子、网络通信、物联网IoT、新能源、医疗电子、照明电子、智能家居、电脑主板显卡、MID\UMPC 、GPS、蓝牙耳机、PDVD、车载DVD、汽车音箱、液晶显示器、移动电源、手机电池（锂电池保护板）、LED电源等产品。微碧半导体有限公司以饱满的激情，拼搏务实的干劲，不断创新进取，致力于为客户群体打造出一座高效、便捷、直通、优质的服务桥梁。

五、参考文献

[1]叶剑晓,于春梅,梁奇.电动汽车用锂电池快速充电技术研究[J].电气传动,2018,48(06):93-96.

[2]吴李琼. 双模式电动汽车充电桩技术研究[D].南华大学,2016.

[3]芮秀凤. 纯电动汽车蓄电池充电系统的研究[D].安徽理工大学,2012.

[4]王洪涛. 电动汽车蓄电池智能快速充电技术研究[D].延边大学,2012.

[5]王晓佳. 基于DSP的移相全桥ZVS变换器的研究[D].华中科技大学,2009.