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艾睿满足不同电源应用需求的多样化解决方案
来源:Arrow 发布:2023/08/30 浏览量:288

电源是所有电子产品的基础,为了满足不同应用在功率、交直流转换上的各种要求,便需要各式各样的功率元器件、模块,来提供合适、安全的电源,使系统能够稳定运作。本文将为您介绍由艾睿电子推出的多款功率转换解决方案,以及安森美(onsemi)、村田制作所(Murata)所推出的相关产品。

电源是所有电子产品的基础,为了满足不同应用在功率、交直流转换上的各种要求,便需要各式各样的功率元器件、模块,来提供合适、安全的电源,使系统能够稳定运作。本文将为您介绍由艾睿电子推出的多款功率转换解决方案,以及安森美(onsemi)、村田制作所(Murata)所推出的相关产品。
 
应用于太阳能存储系统的完整解决方案
 
应用在住宅的太阳能存储系统是目前相当热门的产品之一,储能对于可再生能源和分散能源发电的进一步发展至关重要,需要提供易于使用的产品来设计高效的电源转换和电池管理系统,其中系统成本和性能优化是关键驱动因素,快速上市和可靠的交付性能是关键要求。
 
太阳能存储系统中的电池化成系统中,主要可以分成单电芯化成方案与电池组化成方案,其中需要用到各种运算放大器(OPA)、电流检测放大器、仪表放大器、模拟开关、界面、数字信号处理器/微控制器、MOSFET、ADC、碳化硅MOSFET、电流传感器、分流电阻、栅极驱动器、闪存、碳化硅二极管等器件。
 
艾睿电子针对电力与能源应用推出多款功率转换器,像是用于车载充电器(OBC)的双向电源转换器(6600W),其中包含了PFC(功率因子校正)与DC-DC模块,以及双向储能系统(ESS)的PFC和DC-DC(6600W)模块,其中包含并网PFC与DC-DC模块,此外还有三相三电平T型双向电源转换器(15kW),包括一个PFC模块。
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支持双向ESS应用的电源转换器
 
 
艾睿电子推出的OBC双向电源转换器的图腾柱PFC模块,支持AC/DC双向功率转换,最大的充电功率可达到6.6kW,功率因数大于0.99,满载时的THDi小于5%,支持200Vac至265Vac 50Hz的交流输入电压,以及390Vdc至680Vdc的直流输出电压,最大逆变功率达3.3kW,支持504Vdc逆变额定输入与220Vac 50Hz逆变额定输出,效率大于98%,尺寸仅有365mmx180mmx100mm(长x宽x高)。
 
艾睿电子的OBC双向电源转换器的CLLLC DCDC模块,则支持DC/DC双向功率转换,最大充电功率达6.6kW,支持390Vdc至680Vdc直流输入电压与250Vdc至450Vdc直流输出电压,最大逆变功率可达3.3kW,支持336Vdc逆变额定输入与504Vdc逆变额定输出,效率大于98%,尺寸为350mmx225mmx100mm(长x宽x高)。
 
针对ESS应用,艾睿电子也推出双向电源转换器,其中的图腾柱PFC具有6.6kW的最大双向功率转换,功率因数大于0.99,满载时的THDi小于3%,效率大于98%,支持200-265 VAC 50Hz输入电压与550VDC输出电压,支持并网、离网逆变,逆变额定输入为550VDC,逆变额定输出则为220VAC 50Hz,尺寸为450mmx150mmx100mm(长x宽x高)。
 
艾睿电子也针对ESS应用推出双向电源转换器的CLLLC模块,这是一款双对称CLLLC DCDC转换器,支持最大6.6kW双向功率转换,效率大于98%,输入电压为550VDC,输出电压为60-90VDC,支持80VDC逆变额定输入与550VDC逆变额定输出,尺寸为450mmx330mmx100mm(长x宽x高)。
 
艾睿电子另外还有一款三相三电平T型双向电源转换器,这是一款采用STM功率器件的AC/DC双向转换器,支持70kHz开关频率,输入电压范围为208V~400Vac,额定标称输入为400Vac 50Hz,线路频率在47Hz至63Hz的范围内,标称额定输出电压为800Vdc,标称AC/DC的最大输出功率为15kW,功率因数大于0.99,效率可达97-98%(典型值)、99%(最大值),THD小于5%(在30-100%负载时小于3%)。此外,艾睿电子也推出一款以安森美功率器件为主的三相三电平T型双向电源转换器,具有相同的效能表现。
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提供可靠运行和安全的高效栅极驱动器
 
 
在功率转换应用中,安森美推出的NCP51561是一款隔离式双通道栅极驱动器,分别具有4.5A/9A峰值拉电流和灌电流。它们是专为快速开关而设计,以驱动功率MOSFET和SiC MOSFET功率开关。
 
NCP51561提供短且匹配的传播延迟,两个独立的5 kVRMS(UL1577等级)电隔离栅极驱动器通道,可用于两个低侧、两个高侧开关,或具有可编程死区时间的半桥驱动器的任何可能配置。当启用引脚设置为低电平时,启用引脚会同时关闭两个输出。NCP51561还提供其他重要的保护功能,例如栅极驱动器的独立欠压锁定和启用功能,可提供可靠的运行和安全性,具备高效切换、高稳健性,且驱动器可适应不同的MOS负载。
 
NCP51561的输出电源电压范围为6.5V至30V,具有5V、8V和17V UVLO阈值,每个通道的传播延迟典型值为36 ns,最大延迟匹配为8 ns,用户可通过ANB实现单输入或双输入模式的可编程输入逻辑,共模瞬态抗扰度(CMTI)大于200 V/ns,支持从输入到每个输出的5 kVRMS电流隔离,以及输出通道之间的1200 V峰值差分电压,用户可编程死区时间,具有启用或禁用引脚。
 
NCP51561的应用领域包括DC-DC和AC-DC电源中的隔离转换器、服务器和电信电源、工业传动,最终产品包括高功率DC/DC转换器、数据服务器和电信电源模块、UPS、电机驱动和直流转交流太阳能逆变器、混合动力电动汽车(HEV)和电动汽车(EV)车载充电器。
 
安森美还推出采用FS4(Field Stop Trench Gen4)技术的高速版IGBT,由于想要拥有更快的开关,将导致更高的电压尖峰,竞争对手的高速IGBT需要更高的Rg,由于安森美的FS4高速IGBT的电压尖峰较小,因此可以使用较低的Rg。此外,安森美也有推出FS4中速版IGBT,电流下降更柔和,电压过冲更低,无栅极振荡,允许较低的Rg。
 
安森美还推出一系列全新超高能效1200V FS7 IGBT,具备业界领先的性能水平,最大程度降低导通损耗和开关损耗。这些新器件旨在提高快速开关应用能效,将主要用于能源基础设施应用,如太阳能逆变器、不间断电源(UPS)、储能和电动汽车充电电源转换。
 
此外,安森美推出了采用M3S SIC技术的SIC系列产品,M3S技术非常适合硬开关应用,具有一流Qgx RDS(ON) FOM。以1200V的M3S平面EliteSiC MOSFET为例,它针对快速开关应用进行了优化,平面技术可在负栅极电压驱动下可靠工作,并关闭栅极上的尖峰。该系列在采用18V栅极驱动器驱动时具有最佳性能,但在15V栅极驱动器下也能正常工作。

满足新能源汽车应用需求的功率磁性器件
 
 
随着电动汽车产业的快速发展,充电桩的需求也快速攀升,为了加快充电的速度,必须采用高功率高频率变压器,在大功率的应用领域(如200KW),因为传统变压器的构造、高频损耗和散热问题,使得工作频率很难提高。
 
使用传统的变压器设计将很难构建紧凑的单模块高频功率磁体,因为相邻的载流导体会浸入彼此的磁场中,从而通过所谓的“邻近效应”产生损耗。这种“邻近效应”以及与传统结构相关的其他损耗,限制了小型化和高功率变压器可以运行的频率。
 
Murata推出了创新专利的pdqb绕线技术,打破了功率频率之间的壁垒,Murata创新的pdqb绕线技术可以将工作频率提高到250KHz,从而减小电源的体积。
 
Murata pdqb绕组配置可减轻高频损耗,并能够构建非常高功率的高频变压器,宽功率范围选项可达30kW至400kW,支持高达10kV输入输出隔离,定制解决方案可具有更高的隔离度,效率超过99.5%,具有20-250kHz或更高的宽工作频率范围,输入/输出电压为50V至1kV以上,支持1:1至10:1匝数比,是具可扩展性的技术,实际上消除了邻近效应,同时还减轻了绕组间电容和其他损耗的影响,从而在较小的封装中以更高的功率实现更高的频率。
 
Murata专利的pdqb绕组技术克服了趋肤效应和邻近效应,以及与传统施行方法相关的其他高频损耗,在紧凑的占地面积中提供了高效(>99.5%)的解决方案。绕组技术还有许多其他优点,包括提高工作电压和提高隔离电压(高达10 kV),漏感高度可控,绕组间电容低,这两者都增强了客户设计的性能。
 
Murata创新的pdqb绕线技术可应用于电动汽车/混合动力汽车充电、铁路应用的机车车辆和轨旁、能源分配应用的智能电网、工业逆变器与再生能源,以及包括X射线和MRI系统在内的医疗应用。
 
Murata推出多款采用专利pdqb技术直流转换器的HPHF变压器,具有99.5%的高效率,小体积、大功率,适用20kHz-250kHz的工作频率范围,支持12kV绝缘电压,可以客户定制。其他车载充电相关的产品还包括11kW、3相PFC,11kW、3项集成PFC电感,6.6kW变压器、6.6kW集成的变压器和电感、电流互感器、3kW DC-DC主变压器等。
 
结语
 
随着电动汽车、储能系统等应用快速发展,功率转换相关技术也显得更为重要,相关的器件、模块的市场需求也日益畅旺。本文介绍的各种功率转换模块与器件,都是当前最热门的产品,将可加快客户在相关电源产品的开发速度,若想了解上述产品的更多信息,请直接与艾睿电子联系,以取得最快速的技术支持。
电源 Onsemi Murata
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