
本文引用:工业团队已转变为电气化,迫切需要强大,可靠和有效的电池充电解决方案。从电动工具到重型机械,装载机必须能够适应硬环境和几种能源(120-480 VAC),并将设计优先考虑微型化,轻质重量和自然对流热量的散热。本文旨在为设计此类关键系统的工程师提供指导,专注于设备的拓扑和选择,尤其是在破坏性碳化物中。现代工业加载系统工业电池装载机必须接收多种类型的化学电池。这是一个挑战。锂离子电池(尤其是在12V-1220V范围内)已成为工业应用的常规选择(图1),并驱动所有东西,从便携式工具到材料管理设备。图1锂离子电池组的典型应用年龄的一个典型的工业充电器架构包括两个主要电路级别:●堆叠的DC-DC类:此类为安全提供绝缘,并调节输出电压和电流以准确加载电池。图2典型电池电荷系统的框图通常由微控制器管理负载过程,以适应各种电池特性。高频操作是快速充电和提高能源效率的关键。 SIC MOSFET是这种艰难环境的理想选择。它以高频起作用,并具有最小的切换损失。这有助于实现紧凑的被动冷却设计。这是工业环境中的重要优势。选择正确的拓扑:CORPFC(PFC)级功率因数的阶段对于高效的输出转换至关重要。主要拓扑选项是:1。BoostPFC:此拓扑(图3)被广泛使用,并使用了诸如EMI过滤器,桥梁整流器,增强器之类的组件NT电感器,增强FET,增强二极管等。诸如SEMI NCP1654/NCP1655之类的控制器通常用于处理能量因子并最大程度地减少总谐波失真(THD)。对于高功率应用程序,FAN9672PFC在 /FAN9673等控制器中交错是一个更好的选择。对于脉冲二极管,精英650V二极管提供了出色的性能。对于低功率应用(600W-1KW),您可以考虑具有集成增益控制器的PFC NCP1681图腾极控制器。对于低频(20KHz-60kHz),可以使用硅超交界处或IGBT。在较高的功率水平下,主要考虑因素是最小化桥梁整流器。通常使用半桥式或图腾配置中的主动开关(是或sicing)用于提高能源效率。图3增强PFC拓扑2。图腾极PFC:图腾极PFC拓扑(图4)消除了传统的桥梁整流器,这使其在能量方面更有效。包括EMI过滤器,脉冲电感器,HIGH和低频桥,门控制器和专用图腾PFC控制器(例如NCP1681B)。图4 TOTHEM POL的SIC和GAN拓扑设备PFC是理想的选择,因为PEPC POL图腾的高频桥臂需要一个较少反向恢复时间的进料开关。半导体建议将GAN控制器与600W至1.2kW和1.5kW至6.6kW的集成应用程序使用。具有集成SIC二极管的IGBT可以在较低的频率(20-40 kHz)下使用。对于高功率(4.0kW-6.6kw),请考虑相互缠绕的图腾的PFC配置。在Cascade SIC中应用3KW650V MOSFET ELITESIC,例如NTH4L032N065M3S和NTH4L023N065M3S和NTH4L015N065SC1或JFET NTH4L015N065SC1或JFET(例如UJ4SC075009K4S),用于6.6KW的应用。具有NTHL017N60S5H或SIC(例如UG4SC075005L8)的JFET适用于低频桥梁。图5显示了基于3KW PFC和LLC的PFC和LLC电源的示例。 (图5显示了PFC和LLC电源的示例基于SIC的3kW Totem PFC和LLC的图)。 )