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标题：2024全球新能源汽车充电桩及换电站展览会：引领新能源汽车产业，打造智能充电新生态 尊敬的各位行业同仁，您是否在寻找一个展示最新新能源充电设施、交流新技术与市场趋势的平台？您是否期待拓展业务范围，与业内专家面对面交流，共同探讨行业未来？2024全球新能源汽车充电桩及换电站展览会将是您不容错过的行业盛会！ 本次展览会将于2024年3月28-30日在南京国际博览中心盛大举行，汇聚全球领先的新能源汽车充电设施制造商、供应商、技术研发机构和行业专家。我们将共同探讨新能源汽车充电桩及换电站的技术创新、市场应用和政策导向，促进产业高质量发展。 以下是我们为您精心准备的几个亮点： 全新展区布局：为了满足不同参展商的需求，我们设置了多样化的展区，包括充电设施展区、换电设备展区、新材料与新工艺展区等。在这里，您可以尽情展示您的最新产品和技术。 高质量行业交流：我们邀请了众多业内专家、学者、政策制定者以及新能源汽车产业链的相关人士参会。您将有机会与他们面对面交流，共同探讨行业发展趋势。 精彩同期活动：除了展览展示，我们还组织了一系列精彩的活动，包括主题论坛、技术交流会、产品发布等。这些活动将帮助您深入了解市场动态，提升企业竞争力。 全方位宣传推广：我们将通过多种渠道对本次展览会进行宣传，包括线上媒体、行业杂志、社交媒体等。我们相信，这将为您带来更多的潜在客户和合作伙伴。 让我们共同把握新能源汽车产业的未来，共同推动新能源汽车充电设施产业的高质量发展。2024全球新能源汽车充电桩及换电站展览会期待您的光临！

为什么使用PassThru技术有助于延长储能系统寿命 PassThru™模式是一种控制器工作模式，能够让电源直接连接到负载。PassThru模式用于降压-升压或升压转换器中，以提高效率和电磁兼容性1,2。本文介绍了采用PassThru技术的控制器相比其他控制器的优势，以及PassThru模式如何延长储能系统的使用寿命，特别是超级电容的总运行时间。 简介 延长电池的使用寿命，意味着储能系统性能更强、运行时间更长、成本更低。通常有三种方法可以延长电池寿命：改进电池技术，设计更优良的器件，以及提供创新的能源管理系统。改进电池技术包括：为特定应用选择合适的电池，以及设计适当的电池管理系统来控制充电、调节温度并充分降低功耗。设计更优良的器件需要考虑高效的硬件元件和稳健的固件，这两者对于更好地兼顾功能和寿命指标都是必不可少的。为了以智能方式实现能耗优化，可以利用最新的 电源管理 系统，这些系统采用基于AI的算法、新型拓扑结构和高效的 转换器 控制方法，例如PassThru模式和省电模式。 了解 超级电容 将超级电容等储能器件与电池一起使用，可以使多种不同的应用场景受益 3 。超级电容的优势包括：支持短时突发功率的快速充电和放电，更长的使用寿命，以及更高的整体系统效率。例如，超级电容非常适合快速储存能量和提供备用电源。超级电容可以承受极端温度环境条件。与电池配合使用时（例如在电动汽车中），超级电容有助于提高性能并延长电池寿命。此外，超级电容对环境更友好 4 。 图1.24 V超级电容和锂聚合物电池在0.5 A负载下的典型放电特性比较。 图1显示了超级电容与电池的不同之处。在相同额定电压下，6芯0.1Ah锂聚合物电池表现出电压源的特性，在整个运行期间能提供更稳定的电压。相比之下，当电流从2F超级电容流向负载时，电压线性下降。超级电容的这种线性放电特性需要更高效的系统来转换其能量。在这种场景下更适合使用降压-升压转换器功能，因为无论输入电压是低于还是高于设定好的输出电压，该转换器都能适当地调节并维持输出电压稳定。 什么是PassThru模式？ PassThru技术是宽输入供电器件的基本特性。与采用传统控制方式（标准降压-升压控制器）的系统相比，它可以提高效率并延长储能系统的使用寿命。直通(Passthrough)是指在预定义的电压窗口，输入直接传递到输出，好像发生了短路一样。PassThru技术充当电源（例如超级电容）与负载之间的网络，确保电压在指定的可接受范围内调节。它提供从电源到负载的直通路径，以确保器件尽可能高效地运行。PassThru模式是确保超级电容供电的器件实现优化效率的重要手段，因为它能减少超级电容的加载/卸载循环，并改善器件的EMI和整体性能。 PassThru模式如何延长储能系统寿命 四开关降压-升压转换器中的直通模式根据指定的窗口设置，提供从电源到输出负载的直通路径，如图2所示。输入直接传递到输出。这样可消除开关损耗，从而提高指定PassThru窗口的效率，并且它还提高了电磁兼容性，因为在PassThru模式下不会出现开关频率。降压-升压转换器中的直通模式可提供灵活性，因为它允许设置与升压输出电压不同的降压输出电压。这与只提供一个标称输出电压的典型降压-升压IC相反。当输入电压表现异常时，此特性还能保护负载，具体说明参见文章“为汽车电子系统提供保护和供电，无开关噪声，效率高达99.9%” 1 。PassThru技术是LT8210的一种工作模式，该器件是市场上唯一具有此功能的降压-升压控制器IC。有关PassThru模式功能的更多详细信息，参见文章“具有PassThru功能的四开关降压-升压控制器可消除开关噪声”。 图2.具有PassThru模式的降压-升压转换器电路图。 欲了解LT8210的PassThru工作模式，可以参阅其数据手册或演示板的效率曲线。图3显示了DC2814A-A演示板在4 V至24 V输入电压和10%至80%负载下的效率曲线。该演示板采用LT8210，输入电压范围为4 V至40 V，满载电流为3 A，输出电压为8 V至16 V。相对于降压-升压操作，在PassThru模式下工作会使较高负载下的效率提升多达5%，较轻负载（例如10%电流负载）下的效率提升多达17%。因此，在轻负载运行条件下，PassThru模式实现了显著的性能改进。 值得注意的是，虽然LT8210的直通模式允许设置与降压输出电压不同的升压输出电压，但当输入电压在输出电压设置值附近时，仍会出现降压-升压区域。LT8210中出现该降压-升压区域的原因在于，相对于一个电感电流调节的降压和升压控制区域存在交集。 图3.DC2814A-A效率曲线。 为了解PassThru模式的应用效果，我们来看图4中的系统。四开关降压-升压转换器用作负载点转换器的前置稳压器，负载点转换器也用作 电机驱动 器。虽然电源是24 V超级电容，但直流电机需要9 V输入电压和0.3 A输入电流。降压-升压转换器将采用PassThru模式，或采用传统四开关降压-升压控制器在连续导通模式(CCM)下运行。请注意，传统降压-升压控制没有PassThru模式。它只有降压、升压和降压-升压操作，如图3所示。 使用PassThru模式的系统将其升压输出电压设置为12 V，降压输出电压设置为27 V。这样，超级电容的启动电压就可以在通带限值以内 5 。因此，从24 V到12 V超级电容电压，系统将经历PassThru模式。在此期间，效率达到99.9%。请注意，转换器将经历降压-升压模式，导致效率骤降，然后进入升压模式。另一方面，在传统降压-升压控制方式下运行的系统则设置为以16 V的恒定输出电压运行。这样做是为了将输出电压设置在通带限值设置的中点附近。 图4.超级电容供电的电机框图。 图5.支持PassThru模式的系统与传统CCM模式下运行的降压-升压转换器的效率比较。 图5显示了两个降压-升压转换器的效率比较，电压从4 V到24 V，功率为2.7 W。与传统控制方式的系统相比，PassThru模式使效率提升了22%至27%。为了进一步验证两个系统的差异，利用ITECH IT6010C-80-300的电池仿真器功能对其进行了测试。使用以下设置来仿真超级电容响应，运行时间至少120秒：起始电压为24 V，结束电压为0 V，电荷为0.005 Ah，内阻为0.01 mΩ。图6显示了两个系统的波形。通道1指示电池仿真器电压，通道2指示电机电压，通道3指示电机电流。PassThru模式控制的系统运行了224秒，而传统控制方式的系统仅运行了150秒。因此，我们观察到采用PassThru模式的系统运行时间增加了49%。 图6.超级电容供电电机的总运行时间。 以下是使PassThru模式控制的系统效率更高的一些原因： ►PassThru模式消除了降压操作； ►电池电压在文章“两级多输出汽车 LED驱动器 架构” 5 所推荐的通带以内；以及 ►它设计为在轻负载下运行，侧重于降低开关损耗。 结论 PassThru技术是超级电容供电的器件实现优化性能的重要手段。与传统（CCM模式下降压-升压）控制方式的系统相比，采用具有PassThru模式的LT8210同步降压-升压控制器可以大大优化超级电容供电器件的效率。在本文的示例中，PassThru模式使效率提高了27%，并增加了整个系统的总运行时间，从而将储能系统的运行时间延长了49%。买电子元器件现货上唯样商城 参考资料 1. David Megaw。“为汽车电子系统提供保护和供电，无开关噪声，效率高达99.9%。”《模拟对话》，第54卷第1期，2020年2月。 2. Frederik Dostal。“使用降压-升压稳压器实现直通操作。”ADI公司，2021年11月。 3. Srdjan M. Lukic、Jian Cao、Ramesh C. Bansal、Fernando Rodriguez和Ali Emadi。“Energy Storage Systems for Automotive Applications（面向汽车应用的储能系统）。”《 IEE E工业电子会刊》，第55卷，第6期，2008年6月。 4. “Supercapacitors Could Be Key to a Green Energy Future（超级电容可能是绿色能源未来的关键）。”国家科学基金会，2008年7月。 5. Satyaki Mukherjee、Alihossein Sepahvand、Vahid Yousefzadeh、Montu Doshi和Dragon Maksimović。“A Two-Stage Multiple-Output Automotive LED Driver Architecture（两级多输出汽车 LED驱动 器架构）。”2020年IEEE能源转换大会暨博览会(ECCE)，2020年10月。 关于ADI公司 Analog Device s, Inc. (NASDAQ: ADI)是全球领先的半导体公司，致力于在现实世界与数字世界之间架起桥梁，以实现智能边缘领域的突破性创新。ADI提供结合模拟、数字和软件技术的解决方案，推动数字化工厂、汽车和数字医疗等领域的持续发展，应对气候变化挑战，并建立人与世界万物的可靠互联。ADI公司2022财年收入超过120亿美元，全球员工2.4万余人。携手全球12.5万家客户，ADI助力创新者不断超越一切可能。更多信息，请访问www.analog.com/cn。 关于作者 Bryan Angelo Borres于2022年10月加入ADI公司，担任MMP-East的产品应用工程师。他拥有马普阿大学电力电子研究生学位。Bryan在开关电源设计研发领域拥有超过四年的工作经验。 Anthony Serquiña是ADI菲律宾公司的产品应用工程师。他毕业于菲律宾碧瑶市圣路易斯大学，获电子和通信工程学士学位。他在电力电子领域拥有超过15年的经验，包括 电源管理IC 开发以及AC-DC和DC-DC前端电源转换。他于2018年11月加入ADI公司，目前负责支持 工业应用 的电源管理需求。他曾在ADI信号链电源(SCP)硬件和软件平台的开发中发挥了重要作用。 TDK推出紧凑型大电流扼流圈 TDK株式会社推出新的B82559A*A033系列屏蔽式爱普科斯 (EPCOS) ERU33大电流扼流圈。新系列元件采用通孔安装，在100 °C条件下具有32 A至83 A的超高饱和电流，具有六种型号可供选择，涵盖了3.2 μ H至10 μ H的电感值范围，直流电阻低至0.85 mΩ或1.2 mΩ，具体视型号而定。扼流圈采用扁平线绕组，尺寸非常紧凑，仅为33 x 33 x 15 mm。通过将扁平线绕组和磁芯进行热连接，可将大面积的铁氧体表面耦合连接到散热片上，从而大幅提升了散热性能。 新系列电感器兼容RoHS指令，满足AEC-Q200 REV D标准，设计工作温度范围为-40°C至+150°C。其典型汽车应用为 DC-DC转换器 的降压-升压扼流圈（比如用作48V车载电源或车载充电器输入 滤波器 中的差模扼流圈），并且广泛用于各种工业电子设备中，比如用作大电流电源和PoL电源中的存储和输出扼流圈。 特性和应用 主要应用 ● 48V车载电源的降压-升压 DC -DC 转换器 ● 大电流电源中的储存和输出扼流圈 主要特点和优势 ● 饱和电流：32 A至83 A ● 低直流 电阻 ：0.85 mΩ或1.2 mΩ ● 超紧凑尺寸：仅为33 x 33 x 15 mm

具有更高效率与优势的碳化硅技术 碳化硅（SiC）技术具有比传统的硅（Si）、绝缘栅双极晶体管（IGBT）等技术具有更多优势，包括更高的开关频率，更低的工作温度，更高的电流和电压容量，以及更低的损耗，进而可以实现更高的功率密度、可靠性和效率。本文将为您介绍SiC的发展趋势与在储能系统（ESS）上的应用，以及由Wolfspeed推出的SiC电源解决方案。 大幅降低储能系统成本与提升效率的SiC技术 当前的SiC技术已经相当成熟，可以适用在从千瓦到兆瓦功率的 工业应用 范围中，影响了能源、工业和汽车等众多领域。由于SiC器件运作时的温度较低，及较小的磁性器件，因此在系统中所需的热管理和电源器件的尺寸更小、重量更轻、成本更低，从而降低了整体BOM成本，同时也实现了更小的占用空间。 随着SiC技术的快速发展，在电力传输系统也开始大量采用SiC解决方案，特别在ESS应用中，像是电动汽车充电系统，以及利用电池储存电能的太阳能系统。这些系统中的DC/DC升压 转换器 、双向逆变器（交流电和直流电互相转换）、电池充电电路，都可以采用SiC技术的器件，将可提升3%的系统效率，以及提高50%的功率密度，并减少无源器件的体积和成本。 典型的ESS架构将包含了电源（光伏）、DC/DC转换器、电池充电机，以便将能量输送到家庭端或输送回电网的逆变器，在这三个 电源模块 中采用SiC技术，将可以提高效率，减少尺寸、重量和成本。 例如，在ESS中对收集到的能源进行转换，并将其用于存储或为住宅／建筑供电时，必须进行DC/DC转换，其将采用光伏应用的升压转换器来实现，SiC技术将比传统的硅技术具有更高的系统效率和功率密度，其系统尺寸将可减少70%，能源消耗也可减少60%以上，系统成本则将会降低30%，使SiC技术成为ESS应用的最佳选择。 家用或商用的ESS配置 具有更高的功率密度与系统效率的SiC解决方案 Wolfspeed针对ESS应用，推出了多款的SiC解决方案，像是 肖特基二极管 及 MOSFET （具有高达100A额定电流封装／196-A裸模封装），以及WolfPACK系列器件中所使用的具有高达450A额定电流的功率模块。这些产品可以适用于单相家用系统（5-15 kW），也可用于三相商用系统（30-100 kW），其架构和电源电路拓扑基本相似，但是它们可以根据功率级别来进行调整。 以Wolfspeed参考设计CRD-60DD12N为例，这是一款采用碳化硅技术的60kW交错升压转换器，其中包含几个SiC MOSFET和二极管。在架构上采用四路交错并联，可达到60kW的调节输出功率，并同时在输出850VDC时保持99.5%的效率。该设计包含两个C3M0075120K MOSFET（具备开尔文源极引脚的TO-247-4L封装），每路拓扑有两个C4D10120D二极管和一个CGD15SGOOD2隔离式栅极 驱动器 。 在CRD-60DD12N参考设计中，若对不同开关频率下的BOM成本进行了分析／对比，其在更高的频率下（100kHz相对于60kHz），将得益于更小、更轻的器件／磁性材料，成本明显降低，而冷却系统可能会由于更高的运行温度而增加一些成本。但总体来说，更高的频率通常意味着更高的功率密度、更高的系统效率和更低的成本，因此SiC技术将能够以更低的价格提供更好的性能。 基于碳化硅的60 kW交错升压转换器的参考设计 支持先进的数字控制方案的参考设计 在应用SiC MOSFET进行简单的两阶逆变器／AFE设计时，Wolfspeed的参考设计可在单相或三相模式下运行，充电和放电的峰值效率大于98.5%，突出了SiC在逆变器和DC/DC充电电路中的优势。该参考设计的转换器部分包括一个简单两阶AC/DC转换器，兼容单相和三相连接，并且只有6个SiC MOSFET。这种配置虽然不像大多数的 IGBT 转换器那样成本低廉，但会在效率和损耗方面表现得更好。虽然也可以采用T型AC/DC转换器，来提供了相似的开关频率和效率，但这种转换器往往拥有复杂的控制系统，并必须采用更多数量的部件，且其功率密度较低。 在这个参考设计中，直流输出电压可以高达900 V，而电池电压通常在800 V左右。由于电及热应力的影响，非常适合采用Wolfspeed公司的C3M0032120K 1200V 32-mΩ SiC MOSFET，其具有一流的品质因子、易于控制和Vgs驱动特性、开尔文源极封装等优点，可以减少开关损耗和串扰等问题。 采用这种拓扑结构适合于实现不同功能的先进数字控制方案，像是用于设计单相交错PFC方案，或是采用DQ转换的三相空间向量PWM方案，这些方案可以达成所有器件开关损耗的平衡，进而形成一个非常灵活的参考平台。利用PWM控制开关将有助于检测和功率消耗平衡，同时优化热性能，提高效率和可靠性。在单相充电的不同电压、电流范围，测量各种负载下的效率时，SiC的效率将高达98.5%，而IGBT的最高效率为96%，因此SiC的损耗降低约38%。在三相充电时，实现了相同的峰值效率，同时在系统和器件限制下的热性能也运行良好。 总体来说，在22kW逆变器／AFE的配置下，C3M0032120K SiC MO STE 98.5%），以及高功率密度（4.6 kW/L），并具备低损耗（60%），以及双向充电等特性，可支持来自三相AC和单相AC输入，也支持输出200-800 VDC的电池电压范围。 在多个功率级别下充电（左）和放电（右）模式的AFE效率 更低成本与更易控制的隔离型DC/DC转换器设计 在进行隔离型DC/DC转换器设计时，主流的解决方案是半桥LLC和全桥LLC转换器。Wolfspeed的CRD-22DD12N参考设计是一种22kW的解决方案，可配置成串级转换器或单级两階转换器之中。串级转换器可以使用650V Si MOSFET或SiC器件，但Si MOSFET通常会需要更多数量的部件，更高的导通损耗，更复杂的控制，以及更高的系统成本。使用SiC器件的单階两电平转换器可在更高的电压（1200 V）和高达200 kHz的开关频率下工作。SiC架构的最大优势是更高的效率／更低的损耗，并具有一些额外的特性，如零电压导通、低电流关断和更低的电磁干扰EMI风险。这种拓扑结构比串级转换器的部件数更少，有助于降低系统成本，提供更简单的控制。 22kW全桥CLLC DC/DC转换器-串联式（上）和单级两电平（下） 在22kW设计上选择功率器件时，Wolfspeed的C3M0032120K 1200V 32mΩ MOSFET将可提供最佳的电气应力和热特性来适配转换器。此外，它的Vgs可以支持15V，使之更易驱动。它具备可变直流链路电压控制，可依据感知的电池电压来使系统效率达到最佳，并确保CLLC运行接近谐振频率。当电池电压较低时，可将控制模式切换到相移模式，便可降低增益，防止在谐振频率范围外低效率地运行。买电子元器件现货上唯样商城 如此一来，这代表着使用相同的硬件也可以在较低的输出电压下实现类似的高效率。如果需要更低的电池电压，CLLC一次侧可以设置为半桥运行，这将可进一步降低增益，但仍维持一定效率。由于其运行成本较低，热设计不那么严格，故较低效率仍然可以接受。 98.5%的充电／放电效率）和更高的功率密度（8 kW/L），并支持单相AC和三相AC输入的双向充电。与硅相比，由于栅极驱动器具备的简单性，可减少热管理器件，部件数量更少，并可使用更小的磁性器件，同时可实现更高的效率和功率密度，进而系统成本得以明显降低。 SiC和Si在尺寸和重量上的对比 总结 SiC器件具有更佳的热性能、更快的开关速度和更低的损耗，由于其导通电阻对温度的依赖性较低，使其相当适合工业应用，SiC MOSFET在较高温度下的导通损耗较低，并能实现高频开关。此外，高性能主体二极管支持更高可靠性的谐振转换器应用，而较小的输出电容使LLC转换器实现零电压导通变得更为容易。 另一方面，SiC对比硅器件（额定650V）在尺寸／重量上也具有独特优势。通常，硅器件还需要一个 变压器 和 谐振电感 ，而SiC配置可以整合变压器／电感，将可节省了重量和空间。 Wolfspeed SiC器件系列可适应于应用的所有功率范围，范围从1千瓦到兆瓦不等，也可用于大功率模块。Wolfspeed系列也有低阶的离散式解决方案、中功率级别的WolfPACK模块和高阶的大功率模块解决方案，设计人员可以在降低BOM成本和优化实体尺寸／布局的同时，选择多种不同的拓扑。 Wolfspeed还提供了多种拓扑的参考设计和评估工具套件，如AC/DC功率因子校正、降压型／升压型DC/DC、高频DC/DC和双向AC/DC、DC/DC和DC/AC工具套件。此外，SpeedFit设计仿真器有助于仿真系统级电路的特征，为通用拓扑建立模型，并为你的应用选择合适的SiC器件。 无论是使用独立式模块还是大功率模块，从住宅到工业的储能应用，SiC都显示出了巨大的商机，Wolfspeed的产品组合／资源可以在确保低成本、小空间的同时实现最灵活、可扩展、高性能的设计，将会是您在开发电源应用时最佳的选择之一。