牢靠的保护

　　在混合动力和电动汽车应用中，电路保护比以往任何时候都更为重要，具有挑战的是找到适合的解决方案。

　　电动和混合动力汽车电池组具有防止过充电、过放电、短路和热过载的均衡电路和电池组管理等保护电路(如图1 所列)。

　　图 1：EV/BEV 电池管理系统的电路保护

　　【1. 传感线路保险丝】

　　通过测量电压来监测每个电池的充电状态和健康状态可以使用多达 200 条传感线路。根据故障模式，保护传感线路之间随机发生的短路。

　　【2. 电池监测 IC 过电压保护】

　　可以保护电池监测的低压不受瞬变的影响。由于电池组装和维护期间会发生热插拔瞬变;另外, 充电器、逆变器和电机驱动器等系统也会诱发其它瞬变。

　　【3. 菊链 I/F 通讯的过电压/ESD 保护】

　　选择在该电路的保护器件应具有低电容、低钳位电压、小形化和高功率等特点。

　　【4. 电池串两端的高压 TVS 保护】

　　例如，由热插拔引起的瞬变浪涌。

　　【5. 微控制器的过电压/ESD 保护】

　　保障 CAN 线路可能会受到 ESD 的过电压应力或其他系统的瞬变的影响。

　　【6. 高压/大电流保险丝】

　　用于防止大功率系统中过电流或短路事件的終级保护。

　　在用于电动和插电式混合动力电动车辆的典型车载充电器中，输入端的桥式整流器后是功率因数校正(PFC)电路和全桥 DC/DC 转换器。

　　图2 所示的是桥式整流器、PFC 和全桥 DC/DC 转换器和保护器件。(如图2 所列)

　　图 2：桥式整流器、PFC 和全桥 DC/DC 转换器及其保护器件

　　【1. AC 输入线路保险丝】

　　需要能够在高达 250V 单相交流电压、高中断额定值下传导高电流的汽车级保险丝，且具有承受振动、浪涌瞬变和热循环的能力。

　　【2. 交流输入线路的瞬变保护】

　　所需的符合 AEC-Q200 标准要求的 MOV金属氧化物变阻器必须能够承受高温升和高电压。

　　【3. 直流侧电容器保护】

　　车规级 TVS 二极管可以保护这些昂贵的部件。

　　【4. 栅极过电压保护】

　　TVS 二极管具有快速响应、高浪涌能力和高可靠性。

　　【a/b 可以提供集电极到栅极的有源钳位保护】

　　当集电极-发射极电压超过钳位元件的击穿电压时，电流流向栅极，提高栅极电位并降低集电极电流斜率，从而达到稳定的状态。钳位元件的设计取决于 IGBT 两端的电压。

　　图3 显示了直流侧过电流、过电压和 CANbus 瞬变的保护系统。

　　图 3：直流侧过电流、过电压和 CANbus 瞬变的防护

　　【5. 高压直流侧过电流保护】

　　有助于消除危险的短路的威胁。

　　【6. 高压直流侧过电压保护】

　　可以帮助清除由开关或热插拔引起的过电压瞬变。

　　【7. CANbus-ESD瞬变保护】

　　由于通过 CANbus 与其他系统进行通信，OBC 的 CAN 线路经常会受到 ESD 的过电压和由其他系统引起的瞬变浪涌的影响。