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儲能系統的“指揮官”——功率驅動芯片

Simon觀察 ? 來源:電子發燒友 ? 作者:黃山明 ? 2024-11-29 01:12 ? 次閱讀

電子發燒友網報道(文/黃山明)功率驅動芯片(Power Driver ICs)是一種專門設計用于處理高功率信號集成電路,能夠將輸入的電能轉換為所需的功率輸出,以驅動各種負載。它們通常由功率晶體管、功率MOSFET、功率IGBT等功率器件組成,具有高效率、高可靠性、高集成度等特點。

顧名思義,其工作原理主要為電能接收與轉換、功率放大、負載驅動以及保護與控制四個步驟。功率驅動芯片接收來自電源或其他電子設備的電能,通過內部的功率器件(如功率晶體管、功率MOSFET或功率IGBT)將其轉換為所需的電壓和電流

接收到的電能經過內部功率器件的放大,以滿足負載所需的功率要求。這一過程確保了電能的有效轉換和利用。經過放大后的電能被輸出到負載,驅動負載工作。負載可以是電機LED燈、揚聲器等各種需要電能驅動的設備。

通常功率驅動芯片具有過流、過壓、過熱等保護功能,以確保系統的安全穩定運行。同時,它還可以接收外部控制信號,實現對負載的精確控制。

而在儲能系統當中,功率驅動芯片相當于整個系統的“指揮官”,確保了系統的安全、高效和可靠運行。通過精確控制電力轉換過程,它在提高系統性能和延長設備壽命方面發揮著重要作用。

其中最主要的作用便是信號放大和電氣隔離,比如功率驅動芯片接收來自BMS或EMS的微弱控制信號,并將這些信號放大到足以驅動大功率開關器件(如MOSFET、IGBT等)的強度。

并且在儲能系統中,高壓和低壓電路常常共存。功率驅動芯片可以在這些不同電壓等級的電路之間提供電氣隔離,確保低壓控制電路不會受到高壓的影響。這就好比是一道防火墻,保護控制電路不受高壓電路的干擾,防止短路或損壞。

在實際應用中,功率驅動芯片可以應用在家庭儲能系統中,幫助將太陽能板產生的直流電轉換為家庭電器可用的交流電,同時在電網停電時確保家庭用電的連續性。在工商業儲能系統中,功率驅動芯片幫助實現削峰填谷,通過在電價低谷時段充電、高峰時段放電,為企業節省電費。

市場中的功率驅動芯片方案

在儲能系統中,功率驅動芯片是確保高效、可靠電力轉換的關鍵組件。因為它們直接影響到系統的效率、可靠性和安全性。市場上有多家知名公司提供適用于儲能應用的功率驅動芯片。

比如TI的UCC21520,可提供電氣隔離,確保控制電路的安全。最大輸出電流可達±4A,適用于大功率MOSFET和IGBT。支持高達150kHz的開關頻率,減少開關損耗。

安森美推出的NCD57080,適用于驅動功率MOSFET和IGBT,最大輸出電流可達±8A,適用于大功率應用,支持高達1MHz的開關頻率,減少開關損耗。

ST的STGAP2S可提供3.75kV的電氣隔離,確保控制電路的安全,最大輸出電流可達±4A,適用于大功率MOSFET和IGBT,支持高達150kHz的開關頻率,減少開關損耗。

國內的一些廠商也推出了不少相關產品,如芯朋微的CP2105,適用于低側驅動應用,如電池管理系統,內置多種保護功能,如過流保護、過溫保護等,具有高效的驅動設計,減少靜態功耗。

屹晶微的EG8025是一款純正弦波逆變器專用芯片,集成兩路600V半橋高壓MOS驅動器,采用電流模式PWM控制方式,提高轉換效率,內置過流保護和欠壓鎖定功能。

英弗耐斯自研的Dynamic Tracking(動態平衡)門極驅動芯片GateDriver具有閉環控制功能,相比傳統驅動設計,這款驅動芯片在同等電壓過沖下可降低30%的開關損耗;或在同等開關速度和損耗下,抑制35%的電壓過沖,該芯片已在20KW充電模塊完成功率提升認證

這些功率驅動芯片各有特點,適用于不同的應用場景,基本上都能滿足儲能逆變器、電機驅動和電源轉換系統等設備的使用。

小結

功率驅動芯片在現代電子設備中發揮著至關重要的作用,通過高效的電能轉換和精確的控制功能,為各種高功率應用提供了可靠的解決方案。尤其在儲能系統中,功率驅動芯片是確保高效、可靠電力轉換的關鍵組件。而國內功率驅動芯片行業在政策支持、市場需求和技術進步的多重驅動下,取得了顯著的發展成果,已在新能源汽車、儲能系統等新興市場中占據一席之地。

聲明:本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內容侵權或者其他違規問題,請聯系本站處理。 舉報投訴
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