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。

　　(4a)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。

　　(4b)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。