車載電氣系統向48V 電壓的轉換,也對保險絲和斷路器提出了新的要求。這主要是由於48V 系統電壓較高,而機械式繼電器適用範圍有限。 高電壓意味著繼電器在斷開的瞬間會產生電弧,這就會影響到繼電器的使用壽命。此外,產生的電弧會對車載電氣系統造成乾擾。因此,當前主流車型中所採用的機械式繼電器,越來越多地被基於功率半導體的自恢復保險絲元件所取代。電子保險絲或E-Fuse 是一種創新解決方案,能夠防止過載從而保護電動汽車電池,因此電子保險絲可以被用來替換存在技術缺陷的機械式繼電器。通過採用多個功率MOSFET 管並聯連接,這種設計既提高最大電流至200A,又降低了功耗(圖2),並且還可以輕鬆滿足不斷變化的要求。該參考設計採用新一代Vishay 半導體。得益於採用低“導通”電阻的MOSFET 管和並聯的連接方式, 在200A 電流條件下功耗僅為14W。200A 最大電流連續工作狀態下,MOSFET 和電路板溫度約為75°C。因此,即使在嚴苛的車載使用環境下,該電子保險絲設計亦不需要額外冷卻。只有使用電氣和熱性能出色的元件才能實現這樣的結果。事實證明,PowerPAK 8x8L是正確的選擇。由於優化了散熱設計,MOSFET 管具有非常好的散熱效果。此外,由於採用鷗翼引腳設計MOSFET 管的焊接點具有很好的抗熱膨脹性,使得其外殼適於各種要求嚴格的應用。該MOSFET 管也提供背面冷卻型號可以滿足優化設計或者更高電流的需求。這樣,散熱器可以直接裝在漏極觸點的焊點上。半導體與冷卻系統直連可以降低矽片與冷卻系統之間的熱阻,增加MOSFET 載流量,實現更優異的設計性能。貼片式NTC溫度傳感器測量功率MOSFET 的溫度,監測半導體器件的應力。 Power Metal Strip®系列檢流電阻主要適用於精確測量電流。有別於其他在其測量範圍或溫度範圍有局限的測量方法,檢流電阻在整個工作區域內非常穩定,不受環境(如溫度或電壓變化)干擾的影響。Vishay 的Power Metal Strip® 系列檢流電阻有各種功率和阻值選項,便於滿足不同的性能設計要求。 在放大器電路中採用薄膜排阻精確測量電流。這些元件擁有分立薄膜電阻的優點特性,以及僅用一個元件的事實。排阻的兩個電阻在生產過程中是精確匹配的。這樣,在可能發生干擾的情況下,組件的行為幾乎相同,因此電阻比不變,從而顯著提高測量精度。現已證明,電子保險絲取代機械式繼電器是可行的,甚至更有利。該解決方案可減少車載電氣系統和車內其他設備的干擾。此外,半導體不受開關循環次數的限制,因此可以用作永久保險絲或斷路器。由於電子保險絲採用模塊化結構,該設計可以很容易地調整和細化,以適應不斷變化的需求。通過視頻更直觀地了解Vishay eFuse 設計參考:
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