- Формировка автомобильных стартерных аккумуляторов
- Формовка аккумуляторных батарей
- Компоненты Infineon для формовки аккумуляторных элементов питания
- Типы систем электроснабжения при формировании АКБ
- Топология однонаправленных и реверсивных преобразователей с ККМ
- Однонаправленные преобразователи
- Реверсивные преобразователи
- Топологии изолированных и неизолированных DC/DC-преобразователей
- Изолированный однонаправленный DC/DC-преобразователь
- Изолированный реверсивный DC/DC-преобразователь
- Неизолированный DC/DC-преобразователь
- Рекомендации по использованию компонентов Infineon
- Заключение
Формировка автомобильных стартерных аккумуляторов
Использование устройства эффективной зарядки «СВЭЛ энержи» в процессе начальной формировки стартерных автомобильных АКБ позволяет в три раза снизить энергозатраты и обеспечить очень малый уровень газовыделения, а также существенно улучшает зарядно-разрядные характеристики АКБ.
Эксперименты по формировке свинцово-кислотных аккумуляторных батарей «Зверь 77» и испытания их зарядно-разрядных характеристик.
В течение апреля-июня 2012 г. в лаборатории ООО «СВЭЛ энержи» проводились эксперименты по формировке стартёрных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей (АКБ) с помощью устройства эффективной зарядки аккумуляторов «СВЭЛ-УЭЗ». Для экспериментов были выбраны три неотформированных АКБ «Зверь» с намазными пластинами паспортной ёмкостью 77 Ач, производства Свирского аккумуляторного завода.
Заводские ТУ предусматривают следующий режим формировки АКБ «Зверь 77»:
- Заливка (при комнатной температуре 25°С) 5.4 кг электролита плотностью 1,22 г/мл;
- Пауза 40-60 минут (в течение которых происходит экзотермичная реакция сульфатации активной массы АКБ, сопровождающаяся нагревом АКБ до 70°С и выше);
- Гальваностатическая зарядка АКБ (ступенчатым током 17/14/10А в течение 30 часов); суммарная ёмкость, отданная в АКБ в ходе формировки, составляет 430 Ач;
- Плотность электролита по окончании формировки составляет 1.27-1.28 г/мл;
- Процесс формировки характеризуется обильным газовыделением и высокой температурой АКБ, что требует наличия мощной вытяжной вентиляции и системы водяного охлаждения АКБ;
- Полная ёмкость (её максимальное значение достигается на 2-3 зарядно-разрядном цикле) сформированных типовым способом АКБ составляет 77–80 Ач.
Эксперименты по формировке АКБ «Зверь 77» с применением устройства «СВЭЛ-УЭЗ» проводились следующим образом:
По результатам экспериментов могут быть сделаны следующие выводы:
1. При использовании устройства СВЭЛ-УЭЗ для формировки АКБ «Зверь» паспортной емкостью 77 Ач процесс формировки характеризуется:
- пренебрежимо малым газовыделением;
- пониженной, по сравнению со штатным режимом, температурой формировки, что позволяет обойтись без внешнего охлаждения АКБ;
- в 3 раза меньшей, по сравнению со штатным режимом формировки, затратой электроэнергии (не более 150 Ач, что соответствует 2 кВтч);
2. В результате формировки достигается существенное улучшение структуры активной массы АКБ и увеличивается эффективная площадь ее поверхности. Следствием этого являются:
- снижение внутреннего сопротивления АКБ как при зарядке, так и при разрядке;
- снижение, по сравнению с типовым режимом, зарядного напряжения при зарядке постоянным током ( см. рис. 2 );
- резкое уменьшение газообразования при зарядке (так, в первые 9–10 часов зарядки постоянным током 0.1С, то есть, при отдаче до 90% паспортной ёмкости, газообразование полностью отсутствует);
- выход по току (при отдаче до 90% от паспортной емкости АКБ) оказывается близок к 100%. Это значит, что при отдаче во время зарядки АКБ ёмкости 70 Ач снимаемая разрядная емкость составляет также почти 70 Ач;
- повышение напряжения разомкнутой цепи АКБ;
- повышение разрядного напряжения при номинальном токе ( см. рис. 3 );
- все эти улучшения имеют долговременный характер, полученные характеристики АКБ сохраняются в течение нескольких десятков зарядно-разрядных циклов. Необходимо отметить, что это происходит и в тех случаях, когда устройство СВЭЛ-УЭЗ используется только для формировки АКБ а в последующих циклах зарядка осуществляется в обычном режиме (от источника постоянного тока);
3. При оптимальном выборе режима формировки и работы УЭЗ, полная емкость АКБ, снимаемая в первом разрядном цикле (непосредственно после формировки), оказывается близка к паспортной емкости АКБ;
4. Полная емкость, снимаемая с АКБ в последующих зарядно-разрядных циклах (в типовом режиме, без использования устройства СВЭЛ-УЭЗ), в среднем, превышает его паспортную емкость на 5–10%;
5. Полная разрядная емкость, снятая с АКБ №1, составила >75 Ач сразу после формировки и 77-78 Ач в 3-4 зарядно-разрядных циклах;
6. Полная разрядная емкость, снятая с АКБ №2, составила >62 Ач сразу после формировки, >80 Ач в 4-6 зарядно-разрядных циклах, до 88 Ач в 10-12 циклах и >82 Ач в 20-м цикле;
7. Полная разрядная емкость, снятая с АКБ №3, составила >72 Ач сразу после формировки, 82-84 Ач в 3-6 зарядно-разрядных циклах и до 85 Ач в 13-м цикле;
8. Полная разрядная емкость АКБ может быть повышена на 15–20% по сравнению с паспортной. Необходимым условием этого является оптимизация режима формировки и характеристик электролита (объемной плотности и массы);
9. Использование устройства СВЭЛ-УЭЗ в процессе формировки АКБ с уменьшенным на 15% количеством активной массы (меньшее количество пластин в наборе с соответствующем увеличении объема электролита) может обеспечить значительную экономию свинца при сохранении паспортных зарядно-разрядных характеристик АКБ.
В связи с необходимостью проведения большого числа разноплановых экспериментов по отработке технологии формировки АКБ, при ограниченном количестве имевшихся в наличии неотформированных АКБ, мы отказались от стандартных (в соответствии с ГОСТ Р53165-2008) ресурсных испытаний. Рабочий ресурс сформированных АКБ может быть оценен по изменению их зарядно-разрядных характеристик. Всего было выполнено 25 циклов зарядки/разрядки АКБ №2 и 15 циклов зарядки/разрядки АКБ №3. По их результатам не зафиксировано признаков деградации АКБ. Полная снимаемая емкость, достигнув своего максимума примерно к 8-10 циклу, далее снижалась незначительно и на 5-10% превышала паспортную. При этом, следует учесть, что АКБ находились в гораздо более «жестких» условиях работы (очень глубокая, почти 100% разрядка в каждом цикле), чем те, в которых проводятся заводские ресурсные испытания АКБ данного типа. Кроме того, рабочий ресурс негерметизированных АКБ «Зверь» составляет не более 50 циклов. Следовательно, использование технологии «СВЭЛ энержи», как минимум, не ухудшает ресурс свинцово-кислотных аккумуляторных батарей.
Подводя итог вышеизложенному, можно констатировать, что применение устройства СВЭЛ-УЭЗ в процессе формировки аккумуляторных батарей обеспечивает следующие преимущества:
- Увеличение поверхности и улучшение структуры рабочей массы АКБ, гарантирующие малое внутреннее сопротивление при зарядке и разрядке;
- Достижение разрядной емкости, близкой к паспортной, в первом цикле (формировки), и емкости, превышающей паспортную на 5-10%, в последующих циклах;
- Сохранение (а возможно, и увеличение) ресурса работы АКБ;
- Экологическую безопасность процесса формировки – газовыделение резко снижается;
- Высокую эффективность формировки и последующей зарядки АКБ; затраты электроэнергии в процессе формировки снижаются в 3 раза;
- Возможность существенной экономии свинца при сохранении основных электрических характеристик АКБ.
Источник
Формовка аккумуляторных батарей
Заводы-изготовители аккумуляторных батарей обычно поставляют свои изделия в разряженном или слабо заряженном виде. Кроме того, если аккумуляторы долгое время не эксплуатировались, степень из разряда может оказаться очень глубокой. В этих случаях, прежде чем использовать аккумуляторные батареи, их необходимо привести в рабочее состояние, то есть осуществить их формовку.
Формовка нужна для батарей любого типа — даже литий-ионных и литий-полимерных. Признаком успешной формовки аккумулятора является замедление роста его времени разряда после его полного заряда.
Формовка пластин аккумулятора является важной стадией в процессе его изготовления. В процессе формовки происходят реакции разрядки и перезарядки батареи за счет электрохимического превращения активного вещества. Поскольку, пластины аккумулятора содержат эти вещества, происходит процесс преобразования химической энергии в электрическую и наоборот.
Для того, чтобы сделать пластины активными, их подвергают формовке, превращающей неактивные оксиды и сульфаты свинца в металлические, которые являются активными.
По существу, формовкой является зарядка пластин противоположной полярности в электролите, посредством постоянного электрического тока. Данную процедуру можно проделывать как до, так и после сборки пластин в батарею.
Формовочный заряд батареи – процедура серьезная и ответственная, определяющая качество работы и срок эксплуатации аккумулятора.
Чтобы осуществить формовку АКБ, нужно провести процедуры его зарядки и разрядки. Поскольку данная процедура может быть индивидуальной, обязательно нужно смотреть паспорт модели аккумулятора; хотя в общих чертах, — формовка основана на методах заряда-разряда аккумуляторных батарей и заменой его электролита.
Идеальным вариантом для осуществления процедуры формовки аккумуляторных батарей, является устройство для формовки аккумуляторных батарей KRONVUZ-УФА. Данное изделие разработано конструкторским отделом компании «KRONVUZ» и подходит для формовки бытовых, промышленных, автомобильных, тяговых или авиационных аккумуляторных батарей. На нашем сайте Вы можете купить KRONVUZ-УФА по выгодной цене от производителя.
Компания «KRONVUZ» является разработчиком, а также производителем различного аккумуляторного оборудования. Вы можете посетить каталог сайта компании и выбрать подходящие зарядные, разрядные, а также зарядно-разрядные устройства для аккумуляторных батарей.
Источник
Компоненты Infineon для формовки аккумуляторных элементов питания
23 августа 2019
Виктор Чистяков (г. Малоярославец)
Один из важнейших технологических процессов в производстве литий-ионных аккумуляторов – электрохимическая формовка. Infineon предлагает новые компоненты для построения систем электропитания этого процесса.
С повсеместным распространением смартфонов, планшетов, электронных игрушек, электроинструментов, персонального электрического транспорта и других устройств на электрической тяге неуклонно растет спрос на литий-ионные аккумуляторы. В связи с этим возникает потребность в наиболее эффективных технологиях производства аккумуляторных элементов, способных обеспечивать необходимую емкость при эксплуатации, а также полноценные заряд при накоплении энергии и разряд при использовании аккумуляторной батареи (АКБ).
В технологическом процессе изготовления отдельных аккумуляторных элементов финальным и наиболее ответственным этапом является электрохимическая формовка или формирование электродных пластин. От успешности процесса формовки зависит эффективность в последующем заряда/разряда и срок службы АКБ. Этот длительный и энергоемкий производственный этап значительно увеличивает затраты на производство и стоимость выпускаемых батарей.
При формовке химическая структура каждого собранного на заводе аккумуляторного элемента активизируется с помощью выполняемых большим током и с высокой точностью нескольких циклов заряда/разряда. Тщательное соблюдение технологических норм формирования пластин имеет большое влияние на срок службы, качество и стоимость АКБ.
Типы систем электроснабжения при формировании АКБ
Сегодня этап формовки АКБ считается узким местом в производственном процессе, он может длиться до нескольких дней, в зависимости от технологии производителя и химической структуры аккумуляторных элементов. Поэтому эффективным способом снижения затрат при изготовлении аккумуляторов является увеличение количества каналов для одновременного формирования элементов АКБ. Смена направления потока энергии (рециклинг энергии) позволяет попеременно выполнять в одном канале и заряд, и разряд.
На рисунке 1 представлена обобщенная блок-схема импульсного источника питания для формирования литий-ионных элементов АКБ. Схема включает три каскада. К одно- или трехфазной электрической сети подключается преобразователь AC/DC с корректором коэффициента мощности (ККМ, или PFC), далее следует гальванически развязанный по выходу (изолированный) преобразователь с понижением постоянного напряжения (DC/DC) до 12 или 24 В. Завершающим каскадом цепочки является неизолированный синхронный понижающе-повышающий DC/DC-преобразователь, который управляет током заряда/разряда отдельных АКБ.
Рис. 1. Блок-схема ИИП для формирования литий-ионных элементов
На рисунках 2, 3 и 4 представлены примеры различных типов систем формирования батарей с рециркуляцией энергии, в которых изолированный DC/DC-преобразователь обычно обслуживает несколько каналов в виде неизолированных DC/DC-преобразователей, формирующих элементы АКБ.
Традиционная схема (рисунок 2) включает в себя синхронный понижающе-повышающий импульсный преобразователь с рециркуляцией электроэнергии. Тогда как в других каскадах (с ККМ и в изолированном DC/DC) поток энергии имеет одно направление (из сети). Такой энергетический рециклинг основан на контролируемых по времени процессах зарядки/разрядки в каждом понижающе-повышающем преобразователе или в их комплекте. Возврат энергии в цикле разряда не может быть полным из-за разброса параметров аккумуляторов.
Рис. 2. Система формирования АКБ с ограниченной рециркуляцией энергии и неизолированным повышающе-понижающим выходным каскадом
Система формирования АКБ со сквозным реверсивным потоком энергии показана на рисунке 3. В отличие от традиционного подхода, в этой схеме энергия разряда может передаваться от элементов, формируемых АКБ, обратно в источник энергии через изолированный каскад DC/DC и входной каскад с ККМ. Уровень мощности заряда и разряда такой системы обычно составляет несколько киловатт.
Рис. 3. Система с двунаправленным потоком энергии (от батареи до сети переменного тока)
На рисунке 4 представлена блок-схема полуреверсивной системы формирования АКБ, которая используется на крупных предприятиях по выпуску литий-ионных элементов. Такая система мощностью 10…30 кВт обычно имеет однонаправленный трехфазный входной каскад с ККМ и несколько подключенных реверсивных изолированных каскадов DC/DC мощностью в несколько киловатт. Каждый из каскадов DC/DC имеет различные выходные напряжения для работы с синхронными понижающе-повышающими преобразователями. Рециркулируемая энергия возвращается на шину высокого напряжения (обычно +400…-400 В) через реверсивный изолированный преобразователь постоянного тока. Эта высоковольтная шина также служит интерфейсом для подключения различных нагрузок постоянного тока, накопителей электрической энергии и возобновляемых источников энергии (таких как солнечные батареи).
Рис. 4. Система с полуреверсивной высоковольтной шиной для рециркуляции энергии
Топология однонаправленных и реверсивных преобразователей с ККМ
Итак, системы формирования АКБ состоят из трех каскадов. Рассмотрим теперь схемные решения (топологию) для одного из них – преобразователя сетевого напряжения (однонаправленного или реверсивного типов) с ККМ.
Однонаправленные преобразователи
На рисунке 5 показаны преобразователи: a) однофазный, работающий в режиме непрерывной проводимости (Continuous Conduction Mode, CCM) с ККМ; б) трехфазный повышенной мощности с выпрямителем Vienna.
Топология CCM boost с ККМ часто используется в простых традиционных системах формирования АКБ. Трехфазный активный ККМ по схеме моста Виенна применяется в полуреверсивных системах формирования. Управление коммутирующими MOSFET в обеих схемах на рисунке 5 выполняет внешний контроллер.
Рис. 5. Однонаправленный каскад с ККМ: a) однофазный повышающий преобразователь CCM; б) трехфазный выпрямитель Виенна
Для эффективного преобразования энергии в качестве активного переключателя в схемах с ККМ компания Infineon рекомендует использовать CoolMOS™ 600 V серий C7 и P7. В качестве пассивного переключателя рекомендуется применять диод Шоттки CoolSiC™ 650 V G6. Минимальное падение прямого напряжения на нем, составляющее всего 1,25 В, снижает потери в проводимости каскада PFC.
В выпрямителе Vienna используют MOSFET с минимальным RDS(on). Требуемое напряжение пробоя для выпрямительных диодов такое же, как выходное напряжение (800 В), поэтому диод Шоттки CoolSiC™ 1200 В G5 в этом случае подойдет.
Реверсивные преобразователи
В однофазных реверсивных каскадах с ККМ обычно используют двухтактные повышающие преобразователи. В зависимости от заданных требований, разработчики выбирают режимы Critical Current Mode (CrCM) или CCM.
Преобразователи, работающие в режиме CrCM, имеют четыре активных переключателя, как показано на рисунке 6a. Из них два работают на высокой частоте преобразования, и два (QC и QD) – на частоте сети электропитания. Потери энергии, обусловленные, в основном, проводимостью канала «сток-исток», можно минимизировать за счет выбора MOSFET с наименьшим значением RDS(on). Например, можно использовать CoolMOS™ S7. В двухтактных преобразователях, работающих в режиме CrCM, рекомендуется также использовать CoolMOS™ CFD7 с быстрыми встроенными диодами и низким RDS(on). MOSFETы этого семейства позволяют работающим в режиме CrCM преобразователям передавать относительно высокие пиковые токи в сравнении с повышающими двухтактными преобразователями, работающими в режиме CCM (рисунок 6б).
Рис. 6. Реверсивный каскадс ККМ: a) однофазный двухтактный повышающий преобразователь CrCM;
б) двухтактный повышающий преобразователь CCM
Топологии изолированных и неизолированных DC/DC-преобразователей
Изолированный однонаправленный DC/DC-преобразователь
Среди схем преобразователей уровней постоянного тока, используемых в системах формирования АКБ, широкое распространение получили представленные на рисунке 7 схемы полумостового преобразователя LLC и мостового преобразователя с переключением при нулевом уровне напряжения (Zero Voltage Switch, ZVS). После расчета резонансных цепей разработчику следует выбрать полупроводниковые компоненты. Infineon предлагает использовать здесь CoolMOS™ 600 VCF D7, P7 и C7 на стороне высокого напряжения.
Рис. 7. Типичные изолированные каскады DC/DC: a) полумостовой преобразователь LLC;
б) мостовой преобразователь ZVS со смещением фазы
На выходе преобразователя LLC необходимо применять электронные компоненты, имеющие пробивное напряжение на уровне удвоенного рабочего напряжения. Так что для выходного напряжения 12 В подойдет OptiMOS™ 5 40 V или 60 V.
Изолированный реверсивный DC/DC-преобразователь
Примерами изолированного реверсивного преобразователя могут служить преобразователь с двойным активным мостом DAB (рисунок 8а) и реверсивный мостовой преобразователь ZVS со смещением фазы (рисунок 8б). Эти решения базируются на традиционном методе ШИМ, а также ZVS на стороне высокого напряжения и ZCS (Zero Current Switch) на стороне низкого напряжения. Направление потока энергии в базовом преобразователе DAB может быть определено разностью фаз между напряжениями на первичной обмотке (V1) и вторичной обмотке (V2) трансформатора, как показано на рисунке 8 a). Транзисторами QA…QD и QE…QH генерируются на обмотках V1 и V2 прямоугольные импульсы с коэффициентом заполнения 50%.
Рис. 8. Реверсивные преобразователи: a) двойной активный мост (Dual Active Bridge, DAB); б) полномостовой со смещением фазы и ZVS
Неизолированный DC/DC-преобразователь
На рисунке 9 представлены две схемы неизолированных DC/DC-преобразователей с MOSFET. На основании рабочей частоты преобразователя разработчики могут выбрать наиболее подходящую серию MOSFET производства Infineon. Когда частота переключения равна или ниже 100 кГц, рекомендуется использовать низковольтные транзисторы StrongIRFET™, тогда как OptiMOS™ 5 обеспечивает меньшие потери мощности на частоте переключения выше 100 кГц. Что касается максимального напряжения MOSFET, то оно у обоих преобразователей выбирается с учетом входного напряжения в режиме зарядки.
Рис. 9. Неизолированный реверсивный преобразователь Чука (a) и неизолированный синхронный понижающе-повышающий преобразователь (б)
Рекомендации по использованию компонентов Infineon
Обеспечить высокую плотность энергии в аккумуляторах при зарядке и возврат энергии при разрядке позволяют современные системы формирования АКБ, для проектирования которых компания Infineon выпускает целый ряд диодов, транзисторов и микросхем.
В таблице 1 приведены сводные покаскадные данные о полупроводниковых компонентах Infineon для создания промышленных систем формирования АКБ.
Таблица 1. Основные серии компонентов Infineon для систем формирования АКБ
| Электронный каскад | Функция | Компоненты |
|---|---|---|
| Однофазный вход с ККМ | Режим CCM, основной повышающий напряжение переключатель и драйверная ИМС | CoolMOS™ 600 V C7, P7; EiceDRIVER™ 1EDN, 1EDN TDI |
| Основной диод в повышающей напряжение цепи | Диоды Шоттки CoolSiC™650 V G6 | |
| Трехфазный вход с ККМ | Режим CCM, переключатель моста Виенна и драйверная ИМС | 600 V CoolMOS™ C7, P7; EiceDRIVER™ 2EDS/F |
| Выпрямительный диод моста Виенна | Диоды Шоттки CoolSiC™ 1200 V G5 | |
| Реверсивный каскад с ККМ в режиме CrCM | Двухтактный быстрый переключатель с ККМ и драйверная ИМС | CoolMOS™ CFD7; EiceDRIVER™ 2EDS/F |
| Двухтактный переключатель с ККМ, 50/60 Гц и драйверная ИМС | 600 V CoolMOS™ S7*; EiceDRIVER™ 2EDS/F | |
| Изолированный DC/DC | LLC, шинный переключатель HV и драйверная ИМС | 600 V CoolMOS™ C7, P7, CFD7; EiceDRIVER™ 2EDN, 2EDS/F |
| LLC, шинный переключатель LV и драйверная ИМС | OptiMOS™ 5 или 6; EiceDRIVER™ 2EDN, 2EDS/F, 1EDN TDI | |
| ZVS, шинный переключатель HV и драйверная ИМС | CoolMOS™ CFD7; EiceDRIVER™ 2EDN, 2EDS/F | |
| ZVS, шинный переключатель LV и драйверная ИМС | OptiMOS™ 5 или 6; EiceDRIVER™ 2EDN, 2EDS/F, 1EDN TDI | |
| Двунаправленный изолированный DC/DC | DAB, шинный переключатель HV и драйверная ИМС | 600 V CoolMOS™ C7, P7, CFD7; EiceDRIVER™ 2EDN, 2EDS/F |
| DAB, шинный переключатель LV и драйверная ИМС | OptiMOS™ 5 или 6; EiceDRIVER™ 2EDN, 2EDS/F, 1EDN TDI | |
| ZVS, шинный переключатель HV и драйверная ИМС | CoolMOS™ CFD7; EiceDRIVER™ 2EDS/F | |
| ZVS, шинный переключатель LV и драйверная ИМС | OptiMOS™ 5 или 6; EiceDRIVER™ 2EDN, 2EDS/F, 1EDN TDI | |
| Неизолированный DC/DC | Синхронный повышающе-понижающий преобразователь и драйверная ИМС | OptiMOS™ 5, OptiMOS™ 6 или StrongIRFET™; EiceDRIVER™ 2EDS/F, 1EDN TDI |
| Синхронный повышающе-понижающий преобразователь и драйверная ИМС | OptiMOS™ 5, OptiMOS™ 6 или StrongIRFET™; EiceDRIVER™ 2EDL, 1EDN TDI | |
| Вспомогательный обратноходовой преобразователь | Квазирезонанс, фиксированная частота | CoolSET™ ICE5QRXX80AX или ICE5QRXX70AX; CoolSET™ ICE5ARXX80XX или ICE5ARXX70XX |
| Контроллер | Контроллер DSP | Семейство XMC4000 |
| * MOSFETCoolMOS™ S7 в разработке, ожидается в ближайшее время | ||
В качестве примера для систем формирования АКБ компания Infineon предлагает безмостовой преобразователь с ККМ, схема которого представлена на рисунке 10, а комплект заказных компонентов – в таблице 2.
Рис. 10. Демонстрационный преобразователь сетевого напряжения с ККМ для систем формирования АКБ на 3 кВт
Таблица 2. Основные компоненты Infineon для преобразователей с ККМ на 3 и 20 кВт
| Топология | Обозначение на рисунке 10 | Наименование |
|---|---|---|
| Безмостовая схема на 3 кВт | Q1 и Q2 | IPW60R040C7 |
| Q3 и Q4 | IPT60R022S7* | |
| D1 и D2 | IDH65G16C6 | |
| Драйвер для Q1…Q4 | 1EDN8550B | |
| Вспомогательный регулятор | ICE5QR4780AZ | |
| Трехфазный выпрямитель Vienna на 20 кВт | Q1…Q6 | IPW60R037P7 (два в параллель) |
| D1…D6 | IDWD30G120C5 | |
| Драйвер для Q1…Q6 | 2EDS8265H или 2EDF7275K | |
| Вспомогательный регулятор | ICE5QR4780AZ | |
| * MOSFETCoolMOS™ S7 в разработке, ожидается в ближайшее время | ||
Примером реверсивного изолированного DC/DC-преобразователя является демонстрационный вариант Infineon на 3,3 кВт с режимом переключения ZVS и со смещением фазы, разработанный для использования со входной шиной HV до 400 В и с выходной шиной LV до 43 В (таблица 3).
Таблица 3. Рекомендуемые Infineon компоненты для изолированного реверсивного полномостового DC/DC-преобразователя/ZVS со смещением фазы на 3 кВт
| Шины HV и LV | Обозначение на рисунке 10 | Наименование |
|---|---|---|
| Шина HV 400 В | Q1…Q4 | IPL60R075CFD7 (два параллельно) |
| D1…D2 | IDH08G65C6 | |
| ИМС драйвера Q1…Q4 | 2EDS8265H | |
| Шина LV 12 В | Q5…Q8 | BSC007N04LS6 (четыре параллельно) |
| Шина LV 24 В | Q5…Q8 | BSC025N08LS5 (четыре параллельно) |
| Шина LV 48 В | Q5…Q8 | BSC093N15NS5 (четыре параллельно) |
| ИМС драйвера Q5…Q8 | 2EDF7275F | |
| Вспомогательный контроллер | ICE5QSAG | |
| Вспомогательный обратноходовой MOSFET | IPU80R4K5P7 |
В таблице 4 показаны лучшие в своем классе устройства Infineon в различных корпусах, подходящие для разных уровней на шине малого значения напряжения неизолированных DC/DC-преобразователей.
Таблица 4. Компоненты Infineon для неизолированных DC/DC-преобразователей
| Напряжение шины LV, В | Пробивное Vds MOSFET, В | OptiMOS™ 5 и OptiMOS™ 6 для поверхностного монтажа | OptiMOS™ и StrongIRFET™ для навесного монтажа | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| D2PAK | SS08 | TOLL | D2PAK-7 | TO-220 | TO-247 | ||
| 12 | 30 | IRLS3813PbF (1,95 мОм) | BSC011N03LS (1,1 мОм) | IPT004N03L (0,4 мОм) | IPB009N03L (0,95 мОм) | IRLB3813 (1,95 мОм) | IRFP3703 (2,8 мОм) |
| 24 | 40 | IPB015N04LG (1,5 мОм) | BSC007N04LS6 (0,7 мОм) | IRL40T209 (0,7 мОм)* | IPB011N04L (1,1 мОм) | IRLB3034 (2,0 мОм) | IRFP7430PBF (1,3 мОм) |
| 60 | IPB019N06L3G (1,9 мОм) | BSC012N06NS (1,2 мОм) | IPT007N06N (0,75 мОм) | IPB014N06N (1,4 мОм) | IPP020N06N (2 мОм) | IRFP7530 (2 мОм) | |
| 48 | 100 | IPB020N10N5 (2,0 мОм) | BSC027N10NS5 (2,7 мОм); BSC093N15NS5 (150 В, 9,3 мОм) | IPT015N10N5 (1,5 мОм) | IPB017N10N5 (1,7 мОм) | IPP023N10N5 (2,3 мОм) | IRF100P219 (1,7 мОм) |
| 96 | 200 | IPB107N20N3 (10,7 мОм) | BSC220N20NSFD (22 мОм) | IPT111N20NFD (11,1 мОм) | IPP110N20N3 (11 мОм) | IRF200P222 (6,6 мОм) | |
| Драйвер | 1EDN7550B или 2EDF7275X | ||||||
| * StrongIRFET™ | |||||||
Заключение
Удовлетворять растущие потребности в качественных литий-ионных аккумуляторах помогают современные электронные компоненты. Компания Infineon предлагает технические решения и выпускает необходимые для их реализации транзисторы, диоды и интегральные микросхемы, позволяющие ускорить процесс формирования собранных АКБ с тем, чтобы обеспечить эффективный заряд/разряд в процессе длительной эксплуатации.
Являясь одним из ведущих поставщиков мощных полупроводниковых приборов для импульсных переключателей, компания Infineon предлагает весь ассортимент ключевых компонентов для каждой ступени в системе с применением аккумуляторных батарей.
Источник