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车载40kW DC-DC方案的求教

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seshi
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LV3
助理工程师
  • 2019-4-22 15:22:42
各位前辈,我们现在想做一个‘燃料电池电堆’ 给 车载电池充电的DC-DC变换器,相关参数如下:

输入电压:150-220Vdc
输出电压:350Vdc
输出功率:40kW(峰值)

有几个问题,如果有相关经验的还请不吝赐教:
1.是否需要做隔离,我个人的理解是不是外部充电口,不需要做隔离?
2.电路拓扑,我的理解是2倍左右的升压单级Boost就够了?或者说2路交错模式?
3.功率管,IGBT应该不是个好选择,Si-MOS管or SiC-MOS管哪一个比较理想,谁给说道一下?另外开关频率选多少比较合适呢?
nc965
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版主
  • 2019-4-22 16:46:58
 
1、如果系统接地可靠,可非隔离
2、Boost升压比越低效率越高,建议设法减小升压比
3、这么大功率多相交错是必须的
4、普通MOSFET即可,重点是选用好的二极管。
5、频率50KHz上下为宜

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seshi
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LV3
助理工程师
  • 2019-4-23 10:06:41
 
感谢版主的解答
stevenqian
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LV8
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  • 2021-12-9 15:31:41
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SIC碳化硅 MOS发来 ASR160N1200D88 -PDF.pdf (694.86 KB, 下载次数: 6)
ruohan
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LV8
副总工程师
  • 2021-12-14 20:24:13
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60N650这个有样品吗
找个代理拿点样品测试一下
stevenqian
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LV8
副总工程师
  • 2021-12-15 09:57:22
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有样品,请联系15919711751微信同号
stevenqian
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LV8
副总工程师
  • 2022-3-2 12:06:34
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SiC 功率电子器件的主要优点是开关频率高、导通损耗低、效率更高且热管理系统更简单

SIC MOS

SIC  MOS

SIC 模块

SIC 模块

stevenqian
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LV8
副总工程师
最新回复
  • 2022-4-24 09:06:48
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碳化硅SIC MOS设计要求: 碳化硅SIC- MOS设计要求- 规格.pdf (4.21 MB, 下载次数: 16)
gxzhanggong
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LV6
高级工程师
  • 2019-6-13 16:05:24
 
1、虽然系统接地可靠,使用非隔离也可以;
2、Boost升压比越低效率越高,现在最大升压比已经到1:2.3;使用Boost拓扑没有什么优势,效率太低;
3、这么大功率我建议使用全桥LLC,频率也可以做高,还可以做隔离;4、使用MOSFET,可以做同步整流;
5、频率250KHz左右更好,体积也小;






厚劲薄发
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LV8
副总工程师
  • 2019-7-10 13:53:37
 
对于隔离与否,可参考交流充电(OBC),其一般是隔离。对于直流充直流,我并不知道相关标准,但安全是要保证的,比如漏电流、绝缘电阻之类。直流相比交流可以减小漏电流(寄生电容产生),从这个意义上讲非隔离应该是可以接受的。但隔离肯定更容易被客户接受。

不隔离用BOOST效率不高,但似乎没有更好的选择,可以加以软开关技术(这个应该不难的);

SIC更适用1200V(优势相对IGBT),所以普通SI管即可。

如果隔离,LLC需要计算,这么大输出电流,变压器设计会有挑战,肯定要两路并联。可以考虑移相全桥并联。LLC与移相全桥谁更有优势,需要计算。这么高电压,同步整流未必行(600V),需要计算。
yyy3400462929
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LV8
副总工程师
  • 2021-6-12 11:42:18
  • 倒数10
 
用碳化硅MOS,高频,高效,低温都是优势,DFN8*8超薄封装,现在价格和IGBT差异不大
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厚劲薄发
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LV8
副总工程师
  • 2021-7-28 10:56:56
  • 倒数9
 
这是哪家的?
yyy3400462929
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LV8
副总工程师
  • 2021-12-8 14:37:00
  • 倒数8
 
氮化镓和碳化硅 MOSFET应用建议
(1)所应用系统由于某些原因必须工作于超过200KHz以上的频率,首先碳化硅MOSFET,次选氮化镓晶体管;若工作频率低于200KHz,两者皆可使用;
(2)所应用系统要求轻载至半载效率极高,首先氮化镓晶体管,次选碳化硅MOSFET;
(3)所应用系统工作最高环境温度高,或散热困难,或满载要求效率极高,首选碳化硅MOSFET,次选氮化镓晶体管;
(4)所应用系统噪声干扰较大,特别是门极驱动干扰较大,首选碳化硅MOSFET,次选氮化镓晶体管;
(5)所应用系统需要功率开关由较大的短路能力,首选碳化硅MOSFET;
(6)对于其他无特殊要求的应用系统,此时根据散热方式,功率密度,设计者对两者的熟悉程度等因素来确定选择哪种产品。



碳化硅产品手册.pdf (894.83 KB, 下载次数: 33)
meixibao
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LV6
高级工程师
  • 2022-4-11 15:53:47
  • 倒数3
 
第一步:信息输入在做设计和产品之前,需要了解客户的信息(输入)
1-是否需要隔离;
2-控制电压范围;
3-通讯方式;
4-输入输出是否需要预充,以及预充时间;
5-主功率的输入输出接口定义;
6- 环温;
7-散热方式;
8-海拔要求;
9-尺寸要求;
10-输入输出是否需要继电器,继电器的配置(如输出正负都需要继电器还是只要正极加继电器)
11-EMC要求
如上的这些信息决定了你产品的设计;如风冷和水冷就决定了功率管和磁性器件的不同应用裕量。

第二步:设计
  从目前的氢燃料主流市场上,30kW以上的产品,其主流设计为非隔离Boost拓扑设计结构(如果你的客户考虑到接地阻抗等需要隔离设计,那就得设计隔离的DC-DC),如你说的这个功率和电压,用3路或者4路单级非隔离Boost电路,在控制中交错并联。这个设计已经非常成熟,并在大量应用。

这个电压范围,如果考虑价格,用较多个数的600V的MOS管,开关频率根据散热等设计,一般可以在40KHz-80KHz;如果不考虑价格,直接上650V SIC模块,频率设在50KHz-100KHz。






hrjingying
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LV2
本网技师
  • 2022-4-22 15:20:38
  • 倒数2
 
有朋友在看车载OBC/DCDC的机会吗,上海的。
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