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El cargador de vehículos eléctricos bidireccional a bordo es el futuro de la carga eficiente de vehículos eléctricos. Es compacto pero potente y ofrece beneficios más allá de la simple carga.
El desarrollo de los vehículos eléctricos (EV) ha generado una demanda de soluciones de carga más eficientes y compactas. El cargador bidireccional a bordo para vehículos eléctricos (OBC) representa un gran paso adelante, combinando potencia y eficiencia en un diseño compacto. Este cargador facilita la carga rápida de vehículos eléctricos y proporciona un flujo de energía bidireccional, lo que permite que la batería del vehículo devuelva energía a la red o satisfaga las necesidades energéticas del hogar. Estas capacidades satisfacen la creciente demanda de soluciones de carga versátiles que se integren con las redes inteligentes y los sistemas de energía domésticos en evolución, garantizando que los vehículos eléctricos sean consumidores y proveedores potenciales de energía. Wolfspeed ha lanzado el diseño de referencia para un cargador de vehículo eléctrico a bordo bidireccional de alta densidad de potencia de 6,6 kW para simplificar el proceso de diseño. CRD-06600FF065N-K contiene un MOSFET de SiC, el C3M0060065K.
La placa de diseño de referencia está diseñada para sistemas de carga de vehículos eléctricos bidireccionales aislados. Esta placa proporciona una salida de CC ajustable y aislada mediante la utilización de una entrada de CA monofásica, lo que la hace ideal para cargar baterías. Sin embargo, para un funcionamiento efectivo, esta salida debe conectarse a una carga resistiva o electrónica, recomendándose el modo de corriente constante (CC). Esto es importante porque la placa no contiene un algoritmo de carga de batería predefinido. Además, en el modo de corriente continua a corriente alterna (CC/CA), es decir, modo de descarga, la placa es capaz de alimentar una carga resistiva, pero esto requiere que la salida esté conectada a una fuente de voltaje CC.
El OBC puede funcionar con una entrada monofásica universal y proporciona un voltaje de salida entre 250 VCC y 450 VCC. Dependiendo de los requisitos, puede trabajar en modo de corriente constante, voltaje constante o potencia constante, siendo estos parámetros ajustables a través de una interfaz CAN (Controller Area Network Interface). Su etapa inicial de corrección del factor de potencia CA/CC, que utiliza un diseño de tótem bidireccional en modo de conductividad continua, funciona a 67 kHz, lo que da como resultado un voltaje de enlace de CC. Luego, este voltaje es procesado por un convertidor resonante condensador-inductor-inductor-condensador (CLLC) CC/CC aislado bidireccional que funciona entre 148 y 300 kHz. Dado que el voltaje de carga de la batería varía entre 250 VCC y 450 VCC, el voltaje del enlace de CC se ajusta de 385 VCC a 425 VCC, maximizando la eficiencia del OBC. Este diseño innovador permite una eficiencia máxima de carga y descarga del 96,5%. Tanto los segmentos de entrada como de salida de la etapa CC/CC utilizan un sistema de conmutación de puente completo separado por un transformador de alta frecuencia.
Un disipador de calor de fabricación exclusiva gestiona la disipación de calor de todos los MOSFET e imanes de potencia, lo que aumenta la densidad de potencia del diseño a unos impresionantes 54 W/in3. Aunque este dispositivo está diseñado para vehículos eléctricos, carece de un algoritmo de carga de batería integrado. En el modo CC/CA (descarga), es importante utilizar una carga resistiva para las pruebas. Sin embargo, en modo AC/DC (carga), se pueden utilizar cargas electrónicas y óhmicas, con una limitación máxima de corriente de salida de 18 A en modo de carga.
Wolfspeed probó este diseño de referencia. El volumen de suministro incluye una lista de piezas (BOM), un diagrama de circuito, etc. Se pueden encontrar más datos de diseño de referencia en el sitio web de la empresa. Para obtener más información sobre este diseño de referencia, haga clic aquí.
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