"Orijinal" Infineon IPW60R080P748 V 2 kW kurşun-asit (lityum) akü şarj cihazı çözümü
Infineonun IPW60R080P7 yedinci nesil CoolMOS platformu, 600V CoolMOSª P7 yüksek voltajlı güç transistörüdür, süper bağlantı (SJ) prensibini ve Infineon'un öncü teknolojisini kullanan, hızlı anahtarlamalı SJ MOSFET'i ve çok düşük sürücü devresi trendleri gibi kullanımı son derece kolay olan, Gövde diyotu, sert anahtarlamaya ve mükemmel ESD özelliğine karşı mükemmel bir sağlamlığa sahiptir.Ayrıca, mükemmel düşük anahtarlama ve iletim kayıpları, anahtarlama uygulamalarını daha verimli, daha kompakt ve daha soğuk hale getirir. Bu makale CoolMOS P7 kullanımını tanıtmaktadır. 2kW yüksek verimli endüstriyel pil 48V şarj cihazı referans tasarımının, bir pil sıcaklık monitörü dahil olmak üzere süper bağlantı MOSFET için ana özellikleri, giriş 127V AC'den düşük olduğunda çıkış gücünü otomatik olarak 1000W'a yapılandırır, paralel uygulamalar için RS485 veri yolu iletişimi, çok renkli LED göstergesi Akü durumunu, şarjı, hataları ve arızaları belirtmek için kullanılır.Akü yönetim sistemi (BMS) ile birlikte kısa devre koruması, ters polarite koruması, AC voltajı aşırı voltaj ve düşük voltaj koruması ve harici sigorta aşırı ısınma koruması gerektirmez ve Piller için otomatik sıfırlama ve termal problar. Esas olarak elektrikli bisiklet akü şarj cihazlarında, elektrikli motosiklet akü şarj cihazlarında ve elektrikli araç akü şarj cihazlarında kullanılır. Bu makale, IPW60R080P7'nin ana özelliklerini ve avantajlarını ve maksimum göstergelerini ve 48V endüstriyel aküyü tanıtmaktadır. Şarj cihazı referans tasarımının temel özellikleri, güç panosu ve kontrol panosu devre şemaları, malzeme listesi ve PCB tasarım çizimleri.
CoolMOS 7. nesil platformu, üst işlev (SJ) ilkesine göre tasarlanmış ve öncülüğünü Infineon Technologies tarafından yapılmış, yüksek voltajlı güç MOSFET'leri için devrim niteliğinde bir teknolojidir. 600V CoolMOS P7 serisi, CoolMOS P6 serisinin halefidir. mükemmel kullanım kolaylığına sahip hızlı anahtarlamalı bir SJ MOSFET'in faydaları, örneğin çok düşük zil eğilimi, sert değişime karşı gövde diyotunun olağanüstü sağlamlığı ve mükemmel ESD özelliği.
Ayrıca, son derece düşük anahtarlama ve iletim kayıpları, anahtarlama uygulamalarını daha verimli, daha kompakt ve çok daha soğuk hale getirir.
IPW60R080P7'nin temel özellikleri:
Olağanüstü komutasyon sağlamlığı nedeniyle sert ve yumuşak anahtarlama (PFC ve LLC) için uygundur
Anahtarlama ve iletim kayıplarında önemli azalma
Mükemmel ESD sağlamlığı > Tüm ürünler için 2kV (HBM)
Düşük RDS (açık) * A (1Ohm * mm²'nin altında) ile sağlanan rekabete kıyasla daha iyi RDS (açık) / paket ürünler
Endüstriyel Uygulamalar için JEDEC'e göre tam nitelikli
IPW60R080P7 avantajları:
PFC ve PWM aşamalarında düşük zil eğilimi ve kullanım sayesinde kullanım kolaylığı ve hızlı tasarım
Düşük anahtarlama ve iletim kayıpları nedeniyle basitleştirilmiş termal yönetim
Daha az yer kaplayan ve daha yüksek üretim kalitesine sahip ürünler kullanılarak sağlanan artırılmış güç yoğunluğu çözümleri > 2 kV ESD koruması
Çok çeşitli uygulamalar ve güç aralıkları için uygundur
IPW60R080P7'nin potansiyel uygulamaları:
PC Silverbox, Adaptör, LCD ve PDP TV, Aydınlatma, Sunucu, Telekom ve UPS için PFC aşamaları, sert anahtarlamalı PWM aşamaları ve rezonans anahtarlama aşamaları.
IPW60R080P7 maksimum indeksi:
CoolMOS P7 Süper Bağlantı MOSFET Kullanan 2kW Yüksek Verimli Endüstriyel Pil 48V Şarj Cihazının Referans Tasarımı
Bu belge, tasarımla ilgili hususları sunar ve 48 V tabanlı kurşun asit ve Li-ion pilleri şarj edebilen 2 kW'lık bir endüstriyel pil şarj cihazının test edilmesinden elde edilen sonuçlar. Tasarım, çift güçlendirmeli PFC ve yarım köprü LLC DC- Aşağıdakileri kullanarak doğal konveksiyon soğutmalı DC güç kaynağı çözümü:
Sert anahtarlama ve yumuşak anahtarlama topolojileri için 600 V CoolMOS P7 üst işlevli (SJ) MOSFET'ler
Çekici bir fiyat-performans oranı için IDH16G65C6 CoolSiC Schottky diyot 650 V G6
Ters polarite koruması için BSC030N08NS5 OptiMOS 580 V güç MOSFET
IDB15E60600 V silikon güç diyotu
ICE3PCS01G Aktif Sürekli İletim Modu (CCM) gücü için PFC kontrolör IC
ICE2HS01G rezonans modu kontrolörü
ICE5QR2280AZ CoolSET QR Flyback denetleyicisi
2EDN7524F EiceDRIVER 2EDN yalıtımsız çift kapılı sürücü ailesi
IRS21814600 V yüksek ve alçak taraf kapısı sürücü IC
XMC1403-Q064X0200 AA 32-bit XMC1000 endüstriyel mikrodenetleyici
Bu uygulama notu, 48 V kurşun asit ve Li-ion piller için 2 kW yüksek verimli doğal konveksiyon soğutmalı endüstriyel akü şarj cihazının hem kararlı durum hem de anormal çalışma koşulları altında ana özelliklerinin ve çalışmasının ayrıntılı bir açıklamasını sağlar. Güç yarı iletkenlerinden dahili dönüştürücüler için kontrolörlere ve doğru şarj profiline kadar uzanan farklı Infineon Technologies cihazlarının bir dizi endüstriyel uygulamaya ne kadar mükemmel uyduğunu kesin bir şekilde doğruluyor.
Endüstriyel batarya 48V şarj cihazı referans tasarımının temel özellikleri:
Bölüm 3.1'de açıklandığı gibi farklı pil türleri (kimya) şarj edilebilir.
Tablo 4'te gösterildiği gibi farklı pil şarj kapasiteleri seçilebilir.
Bölüm 3.3'te açıklandığı gibi normal çalışma sırasında ve bölüm 3.4'te açıklandığı gibi bir hata olduğunda şarj cihazının çalışma durumunun net bir şekilde belirtilmesi.
"Kurşun asit ve Li-iyon şarj profilleri" bölümünde açıklandığı gibi, şarj işlemi sırasında pilin ölçülen sıcaklığının yanı sıra seçilen kimya türüne göre doğru şarj profili.
Daha büyük pillerin şarj edilmesi gerektiğinde veya daha hızlı şarj kabiliyetine ihtiyaç duyulduğunda, bunu sağlamak için pil şarj cihazı başka bir üniteye paralel olarak bağlanabilir.Bu işlem 5. bölümde açıkça açıklanmıştır.
Şekil 23'te gösterildiği gibi, yüksek hatta Yüksek Güç Faktörü (PF) ve düşük Toplam Harmonik Bozulma (THD) yanıtı.
Verimlilik, CCM sırasında, Vin = 230 V AC olduğunda nominal yükün (2 kW) yüzde 20'sinden yukarı yönde ve Vin = 90 V AC olduğunda yukarı doğru nominal yükün (1 kW) yüzde 91'inden daha yüksek verimlilik.
Infineon Technologies sınıfının en iyisi cihazlar kullanılarak elde edilen yüksek performans:
- Tek TO-220650 V CoolSICTM altıncı nesil Schottky diyotların yanı sıra hem dual-boost köprüsüz PFC hem de half-bridge LLC topolojileri için TO-247600 V CoolMOSTM P7 SJ MOSFET'ler.
- EiceDRIVERTM 2EDN yalıtımsız kapı sürücüsü ve 600 V yüksek ve alçak taraf sürücü IC'leri.
- QR Flyback denetleyicisi ICE5QR4780AZ CoolSET .
- Pil yönetim sistemi kontrolü için Super SO8 OptiMOS MOSFET'ler.
Farklı anormal koşullar altında sağlam ve güvenilir operasyon:
- Şekil 30'dan Şekil 33'e kadar gösterildiği gibi, AC Hat Bırakma (ACLDO) ve voltaj düşüşü gibi Güç Hattı Bozulma (PLD) olayları.
- Bölüm 8.6'daki Dalgalanma bağışıklığı (EN61000-4-5) Aşırı gerilim bağışıklığı (EN61000-4-5) testinde belirtilenlere göre endüstriyel pil şarj cihazının bütünlüğüne ciddi bir tehdit oluşturmayan aşırı gerilim olayları.
Daha yüksek akü voltajlarının gerekli olması durumunda, bölüm 6, donanım seviyesinde yapılması gereken değişikliklerin bir listesini sağlar.İki farklı akü voltaj derecesi dikkate alınır: a) 72 V (30 A maks. ) ve b) 144 V (maks. 15 A'da 134,4 V ila 172,8 V aralığı).
2 kW endüstriyel akü şarj cihazı, dünya çapında herhangi bir tek fazlı 90 V AC ila 265 V AC şebekede yüzde 94,7 en yüksek verimlilikle çalışan bir şarj çözümü sunar Şarj cihazının iki şarj profili vardır: biri Li-ion piller için, diğeri Kurşun asitli aküler için. İlgili şarj profilleri, akü şarjının en son trendlerine karşılık gelir.Seçilebilir nominal akü kapasitesi (Cnom) özelliği ile, farklı akü boyutlarını ve amper-saat aralıklarını şarj etmek için şarj akımı otomatik olarak ayarlanabilir. müşterilerin pil şarj etme esnekliğine ulaşmasına yardımcı olur.
Şarj cihazı, 0,9'dan daha yüksek yüksek PF sağlayan ve IEC61000-3-2 Sınıf A'ya göre PFC düzenlemesini karşılayan ve ardından yarım köprü LLC yapılandırması ile gerçekleştirilen bir dönüştürücü aşaması sağlayan dual-boost PFC'ye dayalı olarak tasarlanmıştır. Infineon'un en yeni 600 V CoolMOS P7 SJ MOSFET, doğal konveksiyon soğutmalı tasarımı mümkün kılar Tasarım, hem 48 V kurşun asit hem de Li-ion pilleri sabit voltaj ve CCM gibi farklı şarj modlarında şarj edebilen bir pil yönetim kontrol sistemine sahiptir.
Uygulanan pil yönetimi kontrol sistemi, E- dahil elektrikli araçlarda kullanılan pillerin yanı sıra kurşun asidi (WET, GEL, AGM, EFB ve VRLA) ve Li-ion (LiPo, Li2MnO3, Li2Mn2O4, Li4Ti5O12 ve LiFePO4) pilleri en uygun şekilde şarj etmek için tasarlanmıştır. scooterlar, E-bisikletler ve düşük hızlı araçlar.Ayrıca, bir RS485 veri yolu iletişim protokolü özelliği, paralel konfigürasyonda iki şarj cihazını bağlarken, kesintisiz güç dağıtımı ve hızlı bir şekilde bağlarken maksimum 4 kW şarj gücü elde edebilen bir ana / bağımlı işlemine izin verir. Li-ion piller için şarj özelliği.
Şekil 1. Endüstriyel pil 48V şarj cihazı referans tasarımının taslak çizimi
Ana özelliklerden bazıları aşağıda listelenmiştir:
Pil sıcaklığı monitörü
Kesicinin rahatsız edici açtırmalarını önlemek için 127 V AC'nin altına bağlandığında çıkış gücünü 1000 W olarak otomatik yapılandırır
Paralel çalışma için RS485 veri yolu iletişimi
Pil durumu, şarj, hata ve arıza göstergesi için çok renkli LED gösterge
Konveksiyon soğutmalı
Pil Yönetim Sistemi (BMS) entegrasyonu
Kısa devreye, ters polariteye, aşırı ve düşük AC gerilimine, aşırı ısınmaya karşı korumalı Harici sigortalar olmadan ve otomatik sıfırlama ile
Şarj süresinin kontrolü ve hatalı pillerin otomatik tespiti
Dahili prob ile termal koruma
Pil için termal prob
Ölçüler: 258 × 123 × 80 mm
Ağırlık: 7,5 kg
Endüstriyel pil 48V şarj cihazı referans tasarım özellikleri uygulamaları:
E-bisikletler - pedelecs pil şarj cihazı
E-çekçek - E-scooter pil şarj cihazı
Forkliftler - E-arabalar akü şarj cihazı
Mikro E-arabalar - lojistik EV akü şarj cihazı
Endüstriyel pil 48V şarj cihazı referans tasarımının giriş özellikleri:
Endüstriyel pil 48V şarj cihazı referans tasarım çıkış özellikleri:
Endüstriyel pil 48V şarj cihazı referans tasarımının farklı yükler altında verimliliği:
Şekil 2. 2kW endüstriyel pil 48V şarj cihazı referans tasarımı fonksiyonel blok şeması
Şekil 3. İki aşamalı EMI filtresi ve aşırı akım sınırlama devresi
Şekil 4. İki aşamalı güçlendirici yarı köprüsüz PFC dönüştürücü devresi
Şekil 5. LLC dönüştürücü ve XMC mikro denetleyici arasındaki arayüz devresi
Şekil 6. Yardımcı güç kaynağı tasarım devresi
Şekil 7. Ana kart blok şeması
Şekil 8. Denetleyici arabirimli çift PFC güçlendirme devresi
Şekil 9. EMI filtresi ve aşırı akım sınır devre şeması
Şekil 10. PFC kontrolü için akım trafosu ikincil taraf algılama devresi
Şekil 11. PFC kontrol devresi
Şekil 12. LLC yarım köprü dönüştürücü birincil ve ikincil devre ve denetleyici arayüz devresi
Şekil 13. Geri besleme döngüsü kontrol devresi dahil LLC kontrolör devresi
Şekil 14. Pil algılama devresi
Şekil 15. Yanlı güç kaynağı devresi
Şekil 16. Devreyi etkinleştirin
Şekil 17. 48V şarj cihazı referans tasarımı endüstriyel pilin PCB tasarım çizimi: üst katman
Şekil 18. Endüstriyel pil 48V şarj cihazı referans tasarımı PCB tasarım çizimi: iç 1 katman
Şekil 19. Endüstriyel pil 48V şarj cihazı referans tasarımı PCB tasarım çizimi: iç 2 katman
Şekil 20. Endüstriyel pil 48V şarj cihazı referans tasarımı PCB tasarım çizimi: alt katman
Endüstriyel pil 48V şarj cihazı referans tasarım güç panosu için malzeme listesi:
Kontrol panosu devre şeması
Şekil 21. Endüstriyel batarya 48V şarj cihazı referans tasarımı için kontrol panosunun blok şeması
Şekil 22. Endüstriyel akü 48V şarj cihazı referans tasarımı kontrol panosu devre şeması: ADC ile ilgili devreler
Şekil 23. Endüstriyel pil 48V şarj cihazı referans tasarımı kontrol panosu devre şeması: XMC mikro denetleyici giriş voltajı güç kaynağı
Şekil 23. Endüstriyel batarya 48V şarj cihazı referans tasarımı kontrol panosu devre şeması: iletişim arayüzü port devresi
Şekil 24. Endüstriyel batarya 48V şarj cihazı referans tasarımı kontrol panosu devre şeması: ana dijital XMC1400'e dayalı arayüz devresi
Şekil 25. Endüstriyel pil 48V şarj cihazı referans tasarımı kontrol panosu devre şeması: LED gösterge devresi
Kontrol panosunun PCB düzeni
Şekil 26. Endüstriyel pil 48V şarj cihazı referans tasarımı kontrol panosu PCB tasarım şeması: üst katman
Şekil 27. Endüstriyel pil 48V şarj cihazı referans tasarımı kontrol kartı PCB tasarım çizimi: iç 1 katman
Şekil 28. Endüstriyel pil 48V şarj cihazı referans tasarımı kontrol panosu PCB tasarım şeması: iç 2 katman
Şekil 28. Endüstriyel pil 48V şarj cihazı referans tasarımı kontrol kartı PCB tasarım çizimi: alt katman
Kontrol panosu malzeme listesi:
Ayrıntılar için bkz:
Feragatname: Bu web sitesinin orijinal içeriğini yeniden yazdırmanız gerekirse, lütfen kaynağı belirtin; bu web sitesinde çoğaltılan içeriğin (makaleler, resimler, videolar) ve diğer materyallerin telif hakkı orijinal web sitesine aittir. İfşa etmemeniz gereken makaleler veya resimler kullanırsak ve her iki taraf için de gereksiz ekonomik kayıplardan kaçınmak için zamanında onaylamazsak, lütfen bize e-posta gönderin, böylece uygun önlemleri hızlı bir şekilde alabiliriz; katkılarınızı bekliyoruz, e-posta: editörler @ eccn. com.tr.
