瞻芯电子提出新能源汽车恒流预充固态继电器方案，体积大幅降低70%以上，性能优异，成本更低
在新能源汽车领域，低压的继电器和保险已逐步被电力电子器件取代，机械电子化成为发展趋势。因为电子器件取代机械继电器，不仅大大提高了寿命，没有开关噪音，同时也降低了体积、重量和成本。本文将介绍一款瞻芯电子开发的新型固态预充继电器方案。
为何需要预充继电器电路？
在新能源汽车中，高压电池包与主逆变器相连，但两者的瞬时功率、电压和频率不同，因此主逆变器需要并联母线电容，起到缓冲和过滤作用。
在整车上电工作前，要先闭合电池包与后级电容之间的主继电器，若上电之前母线电容没有预充电，则继电器前后的电压差太大，那么在电路闭合瞬间，相当于电池短路而产生瞬间大电流，会导致继电器过热，导致继电器触头粘连，甚至引发安全事故。
因此主继电器必须并联一个预充电电路，为母线电容充电，来减小上电瞬间的冲击电流，也保护电池、主继电器、电容。
新型固态预充解决方案
瞻芯电子提出了一种新颖的高压预充方案，采用恒流控制的buck电路，可将后级母线电容快速充到电池电压。该方案采用碳化硅（SiC）MOSFET和碳化硅（SiC）SBD组成恒流充电回路，整个预充过程电流恒定，既降低了对于功率器件的要求，同时也大大提高了预充速度，而且不需要电阻，即可让后级电容充到母线电压。电气回路示意图如下：
如下是控制回路示意图，与传统继电器控制类似，只需要一组信号，同时提供驱动供电和控制信号，可以高频控制。而且，还能通过调整功率器件来增加或减小预充电流，满足不同的系统要求，充电效率高。
核心元件：
IV1Q12160T4：1200V 160mΩ SiC MOSFET
IV1D12010T2：1200V 10A SiC SBD
固态预充电时间测试
测试条件1：400V输入，2000μF电容；
充电时间：从0V到400V花费时间123ms；
测试条件2：600V输入，2000μF电容；
充电时间：从0V到600V花费时间167ms；
固态预充方案与传统方案对比
对比固态预充方案，传统预充方案（机械式的继电器+电阻）有诸多的缺陷，比如：体积大、响应开关慢、充电慢，由于采用RC充电时间问题，母线电容无法完全充到电池电压，所以对于主继电器还是有损伤的。
瞻芯电子固态预充方案在800V平台新能源汽车上，不仅性能优异，还能做到更低的系统成本，下表为800V平台上两种方案的对比：
瞻芯电子固态预充解决方案，对比传统预充方案，体积大幅降低70%以上，外形尺寸如下：
尺寸：长40mm 宽35mm 高20mm
低压PIN间距：5.08mm，高压PIN间距：10mm
小结与展望
瞻芯电子的固态预充方案因其诸多优点，得到了多个Teir1厂家的积极响应，不过电子方案若要大范围取代机械方案，还需建立和完善相关测试标准及行业规范。
总体上，机械电子化是很有前景和想象力的发展趋势，不仅可以用于新能源汽车，还可用于其它具有高压电池包的产品，如UPS、储能等。未来随着碳化硅（SiC）的普及和降本，我们希望未来采用碳化硅（SiC）MOSFET的方案可以替代主继电器。
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本文由Vicky转载自瞻芯电子公众号，原文标题为:新能源汽车恒流预充固态继电器方案，本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。
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产品型号
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品类
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Qualification
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VDS（V）
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RDS(ON) （mΩ）
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ID（TC=25°C）（A）
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VTH（ TJ =25°C）（V）
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VTH（ TJ =175°C）（V）
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Qg（nC）
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Operating Junction Temperature（°C）
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Package
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IV2Q06025T4Z
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SiC MOSFET
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汽车级
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650V
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25mΩ
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99A
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2.8V
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2.0V
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125.0nC
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-55°C to 175°C
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TO247-4
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选型表 - 瞻芯电子 立即选型
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产品型号
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品类
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Qualification
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VRRM（V）
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IF（ TJ =150°C）（A）
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IFSM（ tp=10ms）（A）
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VF（ TJ =25°C）（V）
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VF（ TJ =175°C）（V）
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IR（ TJ =25°C）（μA）
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IR（ TJ =175°C）（μA）
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QC（nC）
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Package
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IV1D06004BD
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SiC肖特基二极管
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工业级
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650V
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4A
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32A
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1.45V
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1.85V
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1.0μA
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5.0μA
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7.7nC
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Bare Die
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选型表 - 瞻芯电子 立即选型
IV1Q12080T4–1200V 80mΩSiC MOSFET
描述- 本资料介绍了InventChip公司生产的IV1Q12080T4型号的1200V 80mΩ SiC MOSFET。该器件具有高阻断电压、低导通电阻、高速切换能力、耐高温特性以及快速且坚固的本征体二极管等特点。适用于太阳能逆变器、不间断电源（UPS）、电机驱动器、高压直流/直流转换器和开关模式电源等领域。
型号- IV1Q12080T4
瞻芯电子累计交付SiC MOSFET产品1000万颗以上，产品的长期可靠性得到市场验证
近日，自2020年正式发布第一代碳化硅(SiC) MOSFET产品以来，瞻芯电子累计交付SiC MOSFET产品1000万颗以上，其中包含近400万颗车规级产品应用在新能源汽车市场，标志着产品的长期可靠性得到了市场验证。
电子商城
现货市场
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定制液冷板尺寸5mm*5mm~3m*1.8m，厚度2mm-100mm，单相液冷板散热能力最高300W/cm²。
最小起订量： 1片 提交需求>
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实验室地址： 西安 提交需求>
授权代理品牌：集成电路
授权代理品牌：分立元件
授权代理品牌：接插件及结构件
授权代理品牌：部件、组件及配件
授权代理品牌：电源及模块
授权代理品牌：电子材料
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授权代理品牌：电工工具及材料
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