基于MOSFET的电动汽车电源开关设计
2021年电子技术应用第12期
尹百通，龚元明
上海工程技术大学 机械与汽车工程学院，上海201620
摘要： 针对传统继电器的机械磨损和电弧灼烧的现象，为满足电动汽车动力电池的开关控制要求，设计了一款基于MOSFET的大功率电源开关。该开关能够有效提高开关的通断速度和降低机械损坏。详细分析了电源开关工作原理，其次阐述了电源开关结构设计和各模块的设计优势，其中就如何选取合适的MOSFET驱动器进行重点阐述，最后，通过电流耐受能力试验，验证电源开关可以在375 A大电流下正常工作。
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(lái)電動(dòng)汽車的興起，汽車電子化程度越來(lái)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(lái)[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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