基于MOSFET的電動汽車電源開關設計
2021年電子技術應用第12期
尹百通，龔元明
上海工程技術大學 機械與汽車工程學院，上海201620
摘要： 針對傳統繼電器的機械磨損和電弧灼燒的現象，為滿足電動汽車動力電池的開關控制要求，設計了一款基于MOSFET的大功率電源開關。該開關能夠有效提高開關的通斷速度和降低機械損壞。詳細分析了電源開關工作原理，其次闡述了電源開關結構設計和各模塊的設計優勢，其中就如何選取合適的MOSFET驅動器進行重點闡述，最后，通過電流耐受能力試驗，驗證電源開關可以在375 A大電流下正常工作。
中圖分類號： TN386.1
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211547
中文引用格式： 尹百通，龔元明. 基于MOSFET的電動汽車電源開關設計[J].電子技術應用，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.
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211547
中文引用格式： 尹百通，龔元明. 基于MOSFET的電動汽車電源開關設計[J].電子技術應用，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
隨著近年來電動汽車的興起，汽車電子化程度越來越高，傳統繼電器上電磁干擾與電弧灼燒現象的弊端逐漸顯現出來[1]，而MOSFET(場效應管)是多數載流子導電的電壓控制器件，具有輸入阻抗高、開關速度快、高頻性能好等優勢[2]，在各類電源開關尤其電動汽車上應用廣泛[3]。本文詳細介紹開關電源的工作原理和結構組成，其中著重闡述了MOSFET驅動器與MOSFET的匹配設計以及驅動器的相關特性，最后，將電源開關放置在不同的電流下進行耐受能力測試。
1 電源開關總體設計與工作原理
電源開關總體可以分為五個模塊：電源穩壓模塊、溫度采集模塊、光耦隔離模塊、MOSFET驅動器模塊及MOSFET工作模塊。
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作者信息：
尹百通，龔元明
(上海工程技術大學 機械與汽車工程學院，上海201620)
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