在新能源汽車（NEV）的設(shè)計(jì)與開發(fā)過程中，主動(dòng)放電電路是確保系統(tǒng)安全性和維護(hù)人員安全的關(guān)鍵組件。所謂主動(dòng)放電，指的是在車輛斷電或出現(xiàn)故障時(shí)，通過專門的泄放電路快速釋放高壓母線電容中儲(chǔ)存的能量，以防止?jié)撛诘挠|電風(fēng)險(xiǎn)和元器件損壞。通常要求在3秒內(nèi)將電壓降至60V以下的安全水平。為此，Vishay推出了針對(duì)400V和800V系統(tǒng)的兩款高性能主動(dòng)放電電路參考設(shè)計(jì)，旨在降低技術(shù)門檻，加速方案開發(fā)。

新能源汽車中的主動(dòng)放電需求

當(dāng)新能源汽車斷電或發(fā)生故障時(shí)，高壓電池與電機(jī)控制器之間的母線電容可能存儲(chǔ)數(shù)百伏特的高壓電。這種高電壓不僅對(duì)維修人員構(gòu)成嚴(yán)重威脅，還可能導(dǎo)致關(guān)鍵電子元件的損壞。因此，需要一種能夠迅速且可控地釋放這些能量的方法。這就是主動(dòng)放電電路的作用——它能在幾秒鐘內(nèi)將母線電壓降至安全水平，從而保障系統(tǒng)的可靠性和維修安全性。

主動(dòng)放電電路的工作原理是在控制器的實(shí)時(shí)監(jiān)控下，利用功率開關(guān)器件（如MOSFET）將母線電容中的能量導(dǎo)向放電電阻，并以熱能形式耗散掉。相較于被動(dòng)放電方案，主動(dòng)放電具有響應(yīng)速度快、可控性強(qiáng)、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，但其系統(tǒng)架構(gòu)較為復(fù)雜，技術(shù)門檻較高。

Vishay的解決方案

為了解決這一挑戰(zhàn)，Vishay基于其豐富的高性能元器件產(chǎn)品組合和深厚的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)，推出了兩款專為400V和800V系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主動(dòng)放電電路參考設(shè)計(jì)。這些設(shè)計(jì)不僅集成了Vishay的高脈沖負(fù)載表面貼裝線繞電阻、碳膜MELF電阻以及厚膜技術(shù)電阻等無源元件，還包括了高壓功率MOSFET和光電隔離柵極驅(qū)動(dòng)等半導(dǎo)體分立器件，所有元件均經(jīng)過精心優(yōu)化，以滿足最終應(yīng)用的需求。

圖 1：Vishay 主動(dòng)放電電路參考設(shè)計(jì)架構(gòu)

具體來說：

400V系統(tǒng)參考設(shè)計(jì)：該設(shè)計(jì)能夠在不到2秒的時(shí)間內(nèi)，將一個(gè)600μF電容器上的DC-Link母線電壓從450V降至60V。

800V系統(tǒng)參考設(shè)計(jì)：對(duì)于更高電壓的應(yīng)用場(chǎng)景，此設(shè)計(jì)可以在同樣短的時(shí)間內(nèi)，將一個(gè)500μF電容器上的DC-Link母線電壓從850V降至60V。

表 1：Vishay 主動(dòng)放電電路參考設(shè)計(jì)關(guān)鍵元器件一覽

技術(shù)細(xì)節(jié)與優(yōu)勢(shì)

這兩款參考設(shè)計(jì)不僅提供了必要的電氣性能，還通過選用合適的材料和技術(shù)，確保了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。例如，采用的高脈沖負(fù)載電阻能夠在短時(shí)間內(nèi)承受大電流而不損壞，保證了放電過程的安全性；而高壓功率MOSFET則提供了高效的能量轉(zhuǎn)換效率，減少了不必要的能耗。

此外，集成的光電隔離柵極驅(qū)動(dòng)器進(jìn)一步增強(qiáng)了系統(tǒng)的安全性，避免了因電磁干擾或其他因素導(dǎo)致的誤操作。所有這些特性共同作用，使得開發(fā)者可以更加專注于整體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，而不是花費(fèi)大量時(shí)間在基礎(chǔ)元件的選擇和調(diào)試上。

結(jié)語

隨著新能源汽車市場(chǎng)的快速發(fā)展，如何確保高壓系統(tǒng)的安全性成為了工程師們面臨的重要課題。Vishay推出的這兩款主動(dòng)放電電路參考設(shè)計(jì)，憑借其卓越的性能和易用性，顯著降低了技術(shù)門檻，加快了開發(fā)進(jìn)程。這不僅有助于提升新能源汽車的整體安全性，也為未來更智能、更環(huán)保的交通工具鋪平了道路。