基于MOSFET的電動(dòng)汽車電源開關(guān)設(shè)計(jì)
2021年電子技術(shù)應(yīng)用第12期
尹百通，龔元明
上海工程技術(shù)大學(xué) 機(jī)械與汽車工程學(xué)院，上海201620
摘要： 針對(duì)傳統(tǒng)繼電器的機(jī)械磨損和電弧灼燒的現(xiàn)象，為滿足電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的開關(guān)控制要求，設(shè)計(jì)了一款基于MOSFET的大功率電源開關(guān)。該開關(guān)能夠有效提高開關(guān)的通斷速度和降低機(jī)械損壞。詳細(xì)分析了電源開關(guān)工作原理，其次闡述了電源開關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和各模塊的設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)，其中就如何選取合適的MOSFET驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行重點(diǎn)闡述，最后，通過電流耐受能力試驗(yàn)，驗(yàn)證電源開關(guān)可以在375 A大電流下正常工作。
中圖分類號(hào)： TN386.1
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211547
中文引用格式： 尹百通，龔元明. 基于MOSFET的電動(dòng)汽車電源開關(guān)設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2021，47(12)：126-130.
英文引用格式： Yin Baitong，Gong Yuanming. Design of power switch of electric vehicle based on MOSFET[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(12)：126-130.
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211547
中文引用格式： 尹百通，龔元明. 基于MOSFET的電動(dòng)汽車電源開關(guān)設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2021，47(12)：126-130.
英文引用格式： Yin Baitong，Gong Yuanming. Design of power switch of electric vehicle based on MOSFET[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(12)：126-130.
Design of power switch of electric vehicle based on MOSFET
Yin Baitong，Gong Yuanming
College of Mechanical and Automotive Engineering，Shanghai University of Engineering Science，Shanghai 201620，China
Abstract： Aiming at the mechanical abrasion and arc burning of traditional relays, in order to meet the switch control requirements of the power battery of electric vehicles, a high-power power switch based on MOSFET was designed. The switch can effectively improve the on-off speed of the switch and reduce mechanical damage. This article analyzes the working principle of the power switch in detail, and then elaborates the structure design of the power switch and the design advantages of each module. It focuses on how to select a suitable MOSFET driver. Finally, through the current withstand capability test, it is verified that the power switch can operate normally at 375 A high current.
Key words : power switch；relay；MOSFET driver；MOSFET
0 引言
隨著近年來電動(dòng)汽車的興起，汽車電子化程度越來越高，傳統(tǒng)繼電器上電磁干擾與電弧灼燒現(xiàn)象的弊端逐漸顯現(xiàn)出來[1]，而MOSFET(場(chǎng)效應(yīng)管)是多數(shù)載流子導(dǎo)電的電壓控制器件，具有輸入阻抗高、開關(guān)速度快、高頻性能好等優(yōu)勢(shì)[2]，在各類電源開關(guān)尤其電動(dòng)汽車上應(yīng)用廣泛[3]。本文詳細(xì)介紹開關(guān)電源的工作原理和結(jié)構(gòu)組成，其中著重闡述了MOSFET驅(qū)動(dòng)器與MOSFET的匹配設(shè)計(jì)以及驅(qū)動(dòng)器的相關(guān)特性，最后，將電源開關(guān)放置在不同的電流下進(jìn)行耐受能力測(cè)試。
1 電源開關(guān)總體設(shè)計(jì)與工作原理
電源開關(guān)總體可以分為五個(gè)模塊：電源穩(wěn)壓模塊、溫度采集模塊、光耦隔離模塊、MOSFET驅(qū)動(dòng)器模塊及MOSFET工作模塊。
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作者信息：
尹百通，龔元明
(上海工程技術(shù)大學(xué) 機(jī)械與汽車工程學(xué)院，上海201620)
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