上海贝岭800V车载PTC加热器驱动解决方案

Release time：2024-09-09
author：AMEYA360
source：上海贝岭
reading：1295

　　一、概述

　　随着新能源汽车对800V平台技术的大量应用，汽车各高压部件就随之提出了由400V向800V切换的需求。高压PTC (Positive Temperature Coefficient)加热器作为汽车热管理系统中重要的一环，对电池、电机、电控等部件进行温度控制和管理，从而确保其能适应多样化的外部条件，使各部件能工作在最佳温度区间，提高新能源汽车的性能与安全性。

　　二、车载PTC工作原理及拓扑结构

　　PTC热敏电阻是一种基于正温度系数的特殊半导体陶瓷材料的电阻，其温度-阻值曲线如图1所示：在室温下，器件电阻值相对较低;当电流流经PTC电阻时，其产生的能量会使PTC电阻升温;当器件温度超过居里温度时，PTC阻值会迅速增大，回路电流会相应减小。从而可实现PTC温度维持在一定范围内。

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　　图1 PTC 电阻值-温度曲线

　　图片来源：汽车热管理研发

　　高压PTC模块的常用典型拓扑如图2所示：输入高压电由电池包取电，通过滤波后为PTC组件供电，低压部分由反激电路实现高低压隔离，功率回路通常采用并联分离驱动的方案。以图2为例，4路PTC组件代表四种工作模式，根据不同的功率需求选择开启通道数。霍尔电流传感器检测母线电流，水温传感器用以检测换热液温度以调节PTC加热器占空比实现恒温控制。

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　　三、贝岭BLG40T120FDL5产品介绍

　　针对高压PTC应用，上海贝岭推出1200V 40A IGBT产品BLG40T120FDL5-F。采用第二代微沟槽多层场截止技术，优化了导通压降和开关损耗，实现了更好的输出特性。

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　　图3工艺特点

　　BLG40T120FDL5合封全电流FRD，减少了电路设计时的元器件数量，提高了整体可靠性。

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　　图4 封装内部示意图

　　为高压PTC应用提供更优的散热性能与绝缘性能，上海贝岭BLG40T120FDL5采用TO247封装。

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　　图5 BLG40T120FDL5-F封装外观

　　四、贝岭BLG40T120FDL5性能优势

　　1、通态压降Vce(sat)

　　对于PTC应用而言，其较低的频率导致了器件的通态损耗在总损耗中的占比提高，为了降低损耗带来的温升，确保器件可工作在安全的温度范围，低通态压降Vce(sat)是评估IGBT器件的一个重要指标。上海贝岭BLG40T120FDL5拥有较低的导通压降，在该类应用中展现出更出色的性能。

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　　2、漏电流 Ices

　　PTC应用中IGBT工作环境会高达125℃左右，上海贝岭BLG40T120FDL5有助于在高温环境中降低漏电流，在PTC复杂的应用场景下，在阻断状态具更低的自热，更低的结温，因而可靠性更高。

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　　3、向偏置安全工作区RBSOA

　　RBSOA反映了IGBT器件在关断过程中CE在承受反向电压时能够安全关断的安全工作区域。在实际应用中，由于PTC的温度特性，会在居里温度附近开启时产生较大的电流，为保证PTC加热器的可靠运行，需要器件有3~4倍额定电流的安全工作区域。

　　图8中CH1通道为栅极波形，CH2为CE间电压波形，CH4为Ic电流波形，室温下BLG40T120FDL5关断电流可达236.6A。

上海贝岭800V车载PTC加热器驱动解决方案

　　图8 BLG40T120FDL5室温下的最大关断电流波形

　　4、短路时间SCWT

　　在车载高压PTC应用中，设置短路保护时同样需要考虑PTC的温度特性，为避免居里温度开启时低电阻导致的大电流触发保护机制，因此保护电流设定会偏大，并且短路保护时间达到6us以上。

　　图9为BLG40T120FDL5在800V高压下的短路波形，CH1通道为栅极波形，CH2为CE间电压波形，CH4为Ic电流波形。在800V母线电压下，BLG40T120FDL5短路耐受时间达12us。

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　　图9 BLG40T120FDL5在800V高压下的短路波形

　　五、贝岭器件选型方案

上海贝岭800V车载PTC加热器驱动解决方案

　　表1 功率器件选型列表

　　贝岭功率器件产品线齐全，包含MOSFET、IGBT等系列产品，为高压PTC加热器设计提供助力!

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上海贝岭：物联网能效管理应用中的漏电监测
行业新闻

上海贝岭：物联网能效管理应用中的漏电监测

　　实现漏电监测的一种方法就是利用零序互感器监测电路中电流的矢量平衡状态。理想状态下的电路中进线与出线的电流大小相等，方向相反，二者的矢量和为零，当电路发生漏电时部分电流会通过漏电路径流向大地或其他非预期路径流失，导致进线与出线的电流矢量和不再为零，产生漏电流。在能效管理产品应用中对用电设备的漏电监测直接关系到人员的生命财产安全和设备系统的稳定可靠。　　漏电监测能有效防范触电事故。当线路绝缘层老化、设备破损导致电流泄漏时，漏电监测装置可在瞬间捕捉到异常电流，触发保护机制切断电源。这一过程仅需短短毫秒级时间，相比人体触电后自主反应断电的时间大幅缩短，极大降低了人员触电伤亡风险，尤其在家庭、学校、医院等人员密集场所，为脆弱的生命安全撑起保护伞。　　在预防电气火灾方面，漏电监测同样发挥着关键作用。漏电引发的电火花或局部过热，是电气火灾的重要诱因。漏电监测系统可实时监测线路剩余电流，一旦发现异常便立即报警并断电，将火灾隐患扼杀在萌芽状态。　　此外，漏电监测还能保障设备稳定运行。及时发现漏电故障，可避免因电流损耗、局部过热等问题造成设备损坏，延长设备使用寿命，减少企业因设备故障导致的生产中断与经济损失。在工业自动化、数据中心等对电力稳定性要求极高的场景中，漏电监测更是确保系统连续运行的关键一环。　　贝岭能效管理芯片的漏电监测方案　　上海贝岭在物联网能效管理领域深耕多年，能效管理系列芯片广泛应用于智能家居，两轮及四轮充电桩，数据中心等领域，为客户实现用电精准感知，能源高效管理，此外用电安全也是能效管理芯片重要的应用方向，我们提供两种实现漏电监测的应用方案，一种采用专用漏电保护芯片，另一种则采用计量芯片附带的漏电监测功能来实现。如果产品对漏电监测需要强制达到国家相关标准的，漏电监测方案使用专用的漏保控制芯片，配合外围零序互感器采样电路，硬件设定固定的漏电监测阈值，特点是漏电响应速度快(典型内部延时时间6ms)，应用电路简单。BL0945是一款高性能漏电保护专用集成电路，内部包含稳压电源、放大电路、比较电路 、延迟电路、跳闸控制电路以及SCR驱动电路。通过零序互感器采样剩余电流，配合外围脱钩线圈，电源电路等可实现AC型漏电保护器方案。芯片管脚图如下：　　BL0945在AC型漏电保护器应用中具有检测漏电信号灵敏度高，漏电监测阈值一致性好，低静态工作电流，宽工作电压范围，优秀的抗电磁干扰能力等优点。BL0945外围应用电路简单，除了必要的电源和驱动电路外，只需简单的片阻片容配合即可实现典型的应用方案。管脚布局能够兼容市面主流的AC型漏电保护专用芯片应用，做到直接替换使用。应用方案简易示意图如下：　　在一些智能家居或工控产品的应用中，客户使用贝岭的能效管理芯片进行电参数监控和统计，同时有漏电监测需求，如果漏电监测响应时间要求不高，但对漏电监测的阈值，报警方式，检测精度有更多样要求的场合，还可以采用BL0939，这是一款免校准的能效监测芯片，集成三路独立的Sigma-Delta ADC，可测量一路电压，两路电流。其中两路电流通道均具备漏电/过流监控功能，监控阈值及响应时间可设置，漏电/过流信号可配置端口报警输出(B通道有专用报警指示输出管脚，无需配置)，报警输出响应时间对应比较的周波次数，最快20ms。芯片管脚图如下：　　典型应用条件下BL0939单个芯片可以完成能效监测的同时，快速检测漏电/过流的异常用电情况。配合主控芯片设计完整的漏电监测系统，实现自定义宽范围的漏电动作阈值，适配不同回路、负载的防护要求;利用芯片漏电/过流输出信号实现本地声光报警或者远程信号上传等不同的报警方式;漏电监测可按周波刷新对比，动态实时监控，满足工控系统快速保护要求。实现安全可控的放心用电。BL0939在出厂时已做增益修正，保证芯片采样通道增益误差小于1%，在外围元件满足一定条件下可以实现整机免校准使用。典型的一路电压，一路电流，一路漏电监测应用方案简易示意图如下：　　产品订购信息
2025-07-01 11:48 reading：253
上海贝岭：开关电源芯片ME8230在国网和南网电能表中的应用
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上海贝岭：开关电源芯片ME8230在国网和南网电能表中的应用

　　一、背景　　开关电源将电网交流电转换为电子电路所需的直流电，其基于高频开关技术，通过PWM调制、高频变压器和反馈控制实现电能转换，具备显著的高效能转换优势。其转换效率高，即使在轻载工况下，仍能维持优异的能效表现，可有效降低电源自身功耗。同时，开关电源通常采用多路输出设计，能精准为电能表的MCU、计量、显示、通信、继电器控制等不同功能单元，匹配其电路需求的差异化电压/电流指标。并且，各路输出之间具备特定的隔离耐压性能，既契合国家电网、南方电网对电能表节能降耗的技术要求，又能充分满足各功能模块的工作条件与安全规范。因此，随着电能表向低功耗、高精度、智能化方向发展，开关电源已经取代传统工频变压器，在国家电网、南方电网的智能电能表设计中广泛应用。　　二、ME8230芯片概述　　上海贝岭ME8230 是一款专为智能电能表等小功率、低功耗场景量身定制的开关电源管理芯片。作为高集成度的高性能解决方案，其以低成本优势实现了全功能保护设计，涵盖过压、过流、短路及过温等多重防护机制，可靠性表现优异。该芯片完全契合国家电网、南方电网电能表电源电路的设计规范，凭借精准的电压调控能力与低功耗特性，为计量模块、通信单元等电能表核心部件提供稳定的电源支撑。　　ME8230特点　　高性能、高集成度;　　内置1000V/1A功率MOSFET;功率 8W@AC40V～AC420V;　　内置高压启动电路,实现全电压下高效率和低功耗;　　软起动功能;　　频率抖动功能;　　优化EMI性能;　　抗强磁功能;　　DIP7封装。　　关键参数　　典型应用电路(以单相电能表电源电路示例)　　主要测试数据　　启动时间　　待机功耗(同等外围电路待机功耗低于市场同类产品30mW～100mW)　　效率　　精度：输出电压调整率在0.09%左右，负载调整率在0.2%@AC85V;　　温漂：负温度系数变化，加热到100℃以上变化-0.1%;　　过温保护(OTP)：启动和恢复正常，恢复温度迟滞为49℃左右;　　高温环境下(2小时)的温升测试;　　容性负载带载启机： 输出4000uF电容，带载启机大于1.2A@AC230V/AC264V(1.7A为OCP点);　　强磁下带载启机：正常工作情况下引入强磁，工作或带载启机正常，去除强磁后恢复工作。　　三、总结　　ME8230以低成本优势实现了全功能保护设计，具有过压、过流、短路及过温等多重防护机制。凭借精准的电压调控能力与低功耗特性，能同时为电能表计量、通信、控制电路提供多路隔离电源。该芯片深度契合智能电能表技术迭代与升级的核心趋势，严格遵循并全面满足国家电网、南方电网等权威机构制定的智能电能表设计规范要求。其卓越的性能与可靠的品质，为智能电能表电源设计提供了高兼容性、高保障性的理想解决方案，助力客户显著提升产品竞争力。
2025-06-20 09:44 reading：324
上海贝岭推出±30kV IEC ESD保护RS-485接口芯片BL3085(I4B)
行业新闻

上海贝岭推出±30kV IEC ESD保护RS-485接口芯片BL3085(I4B)

　　一、引言　　在工业、智能电表等应用中，RS-485常常在电磁兼容性(EMC)极为严峻的环境中进行数据通信。复杂电磁环境中的静电放电和其它电磁干扰会造成较大的瞬态冲击，不仅可能造成通信信号失真或数据传输异常，更严重的可能还会损坏RS-485接口芯片，最终导致整个通信系统的失效。在这些恶劣的应用环境中，尽管TVS和TSS作为典型的电路保护器件，能够为RS-485芯片提供必要的瞬态冲击保护，但要想保证RS-485通信系统的可靠性，更需要RS-485芯片自身具有较强的抗EOS冲击能力。　　二、产品概述　　针对上述应用，上海贝岭推出了具有超强ESD保护能力的RS-485接口芯片BL3085(I4B)，该芯片总线端口ESD保护能力高达±30kV(IEC 61000-4-2，接触放电)，能够更好地承受工厂生产和现场应用中产生的EOS冲击。　　BL3085(I4B)采用限摆率设计，能够减小EMI以及由于终端匹配不当引起的反射，支持高达500kbps的通信速率。芯片接收器输入阻抗为1/8单位负载，允许多达256个收发器挂接在总线上，实现半双工通信。　　BL3085(I4B)具有多种保护功能，包括失效保护、过温保护等，这些功能共同构成了一个全面的保护体系，确保了芯片在各种异常情况下都能正常工作或安全关断。　　三、核心优势　　IEC 61000-4-2是国际电工委员会(IEC)制定的一个电磁兼容性(EMC)测试标准，主要用于评估电子设备在遭受静电放电(ESD)时的抗扰度性能。其中，接触放电(Contact Discharge)是一种重要的测试方法，通过模拟人体或物体直接接触设备表面时产生的静电放电现象，来评估设备的抗静电干扰能力。图1为IEC 61000-4-2 标准规定的 ESD 模拟发生器的理想电流波形。　　图1 IEC 61000-4-2 标准规定的理想电流波形　　RS-485芯片AB端口的ESD水平直接影响芯片的抗EOS冲击能力，目前市场上主流竞品AB端口ESD(接触放电)能力大多低于±15kV。(对比如图2所示)　　图2 ESD(接触放电)能力对比　　四、应用方案　　近年来，开关电源在智能电表中的使用越来越广泛，为了更好地通过EMC实验，工程师在多个回路之间都加了Y电容，导致系统隔离度降低，RS-485总线端口受到较大EOS冲击。同时，智能电表通信速率提速到115200bps后，由于原TVS结电容较大，迫使厂家使用结电容较小的TSS。数据表明TSS管的瞬态抑制能力要明显弱于原有TVS管，这就造成了保护器件未动作，而RS-485接口芯片实际已经受到了冲击。　　以上问题在表计实际生产交付过程中给厂家带来较大困扰。BL3085(I4B)所具备的出色的抗EOS冲击能力可以帮助生产企业更好的应对这些复杂问题，从理论设计上提高系统RS-485通信的可靠性。　　图3为RS-485接口芯片在智能电表方案中的应用示意图。MCU和RS-485采用隔离供电，通过光耦或者数字隔离器实现主回路和RS-485之间的隔离。RS-485产品外围采用TVS/TSS和热敏进行防护。　　图3 RS-485接口芯片的应用图　　五、订货信息
2025-06-18 08:59 reading：227
上海贝岭DDR5 SPD芯片：性能升级，助力内存模组升级换代
行业新闻

上海贝岭DDR5 SPD芯片：性能升级，助力内存模组升级换代

　　随着计算密集型任务的日益增长，DDR4内存的性能瓶颈已逐步显现。DDR5的出现虽解燃眉之急，但真正推动内存发挥极致性能的背后“功臣”——正是 DDR5 SPD(Serial Presence Detect)芯片。　　上海贝岭推出全新 DDR5 SPD芯片 BL5118，在上一代DDR4 34TS系列基础上，完成三大关键突破，助力内存模组迈入新纪元!注：上图为产品效果图　　1.I3C总线Hub功能：性能更快更稳　　新增 I3C总线Hub 功能，全面提升内存条与主板间的数据传输效率与兼容性。　　更高带宽透明传输　　智能调节内存状态　　有效隔离Host与Local Devices→更低的电容负载　　结果：表现更流畅，响应更迅捷!　　2.高精度温度传感器：稳定守护者　　BL5118内置的高精度、高可靠温度传感器，可实现：　　实时温度监控　　智能调节运行状态　　有效预防过热降频　　在数据中心等高可靠性服务器场景下，BL5118芯片可以协助主机采集3颗温度传感芯片的实时数据(1颗SPD自带+2颗外置)，让主机精准感知内存模组的温度波动。无论是高负载运行还是长时间待机，内存模组的热稳定性都得以实时监测和全面守护，为整个系统的长期稳定运行奠定坚实基础。　　优势：持续高负载运行中确保内存始终处于稳定、高效状态，延长模组寿命。　　3.更低电压设计：节能更高效　　采用更低的工作电压与I/O接口电压，显著降低功耗：　　更低的发热量　　更高的能源效率　　更适配高频、高负载环境　　特别适用于数据中心、服务器、大型AI运算平台等长期高负载系统!　　4.实力验证：稳定性 + 效率双重保障　　BL5118三大升级，全面优化系统体验：　　5.验证适配领先一步，保障客户无缝集成　　尽管SPD芯片遵循JEDEC标准，但实际应用中，不同主板平台、内存模组设计、BIOS环境等差异，仍对SPD芯片的兼容性、稳定性提出更高要求。　　贝岭BL5118在验证适配方面的三大优势：　　1.全流程兼容性验证　　已通过国内外多家主流服务器/PC主板厂商的SPD兼容性测试;　　支持XMP/EXPO配置识别与BIOS初始化调试;　　高适配率，有效避免“冷启动失败”与“内存识别异常”等常见问题。　　2.快速响应的本地化技术支持　　支持客户自定义寄存器内容初始化;　　紧急适配支持响应时间<24小时，适配效率远优于海外同类厂商。　　3.高可靠出厂测试保障　　所有出货芯片均通过100%功能测试 + 高低温老化测试。　　许多SPD芯片的问题并非出现在“规范不合”，而是出现在“适配不到位”。　　而上海贝岭BL5118通过软硬一体化的适配保障体系，让模组厂、主板厂无需承担不必要的整合风险，为产品上市周期争取宝贵时间。
2025-06-09 13:33 reading：413
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