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Elektronik automot ive 19 ElEktromobilität Bild 5 DC-Ladegerät-Untereinheit Stromrichter bidirektional auf SiC-Basis mit empfohlenen Schutzund Steuerungskomponenten Bild Littelfuse Mit einem Überspannungsschutz lassen sich Spannungsspitzen absorbieren Überspannungsschutzgeräte können bis zu 50 kA Transientenstrom absorbieren Sie begrenzen die Überspannung auf ein sicheres Niveau und verhindern dass sich die Energie in den Stromkreis ausbreitet und Komponenten beschädigt Zusätzlich kann eine Überspannungsschutzsicherung zum Schutz des Überspannungsschutzgerätes verbaut werden Bei einer hohen AC-Netzleistung sollten Entwickler gegen Erdstromfehler absichern Dies gelingt mit einem Stromwandlersensor der Erdströme unter 30 mA erkennt Ein Erdschlussschutzrelais kann den Strom vom Sensor messen und die Stromversorgung unterbrechen wenn hoher Erdstrom festgestellt wird Die Stromwandlerschaltungen des Gleichstrom-Ladegeräts besitzen auch eine Schnittstelle zur Wechselstromleitung Sie benötigen eine Eingangssicherung und einen Überlastungsschutz Mit schnellen Halbleitersicherungen lassen sich nachgeschaltete Halbleiterkomponenten schützen Zum Schutz vor Transienten sollten entweder Metalloxidvaristoren MOVs und Gasentladungsröhren oder MOVs und Schutzthyristoren in Betracht gezogen werden Untereinheiten von Ladegeräten mit geringerer Leistung benötigen nur MOVs oder einen MOSFET für den Transientenschutz der Sekundärebene Es ist wichtig die Kommunikations-Benutzerschnittstellenund Sensorschaltungen der Zugangskonsole vor Schäden durch elektrostatische Entladung ESD zu schützen Dazu eignen sich zum Beispiel Diodenarrays zur Unterdrückung transienter Spannungen TVS Den Gleichstrom-Ausgangsschaltkreis gilt es mit einer schnellen hochstromfähigen und hochspannungsfesten Sicherung vor Laststromkurzschlüssen zu schützen Die CHAdeMO CHArge de MOve Association fördert eine Schnellladeinfrastruktur für das Gleichstromladen die eine Rückstromschutzdiode im sekundären Gleichrichter erfordert Diese Diode dient als re dundanter Schutz vor Kurzschluss Mit der Einführung von bidirektionalen Ladegeräten kann die Ausgangsdiode nicht mehr verwendet werden da sie den Energiefluss vom Elektrofahrzeug zum Netz verhindern würde Daher ist es gängige Praxis am Ausgang jeder Stromrichter-Untereinheit eine Sicherung anzubringen Für die Nutzerschnittstellen an der Ladestation lassen sich Temperatur sensoren einsetzen um übermäßige Temperaturen zu vermeiden Näherungs sensoren gewährleisten dass die Lade kupplung am Fahrzeug beziehungsweise an der Ladestation korrekt eingesteckt ist bevor der Strom eingeschaltet wird Schaltungstopologien und Komponentenauswahl Bei Ladegeräten die bis zu 350 kW liefern kann die Minimierung von Leistungsverlusten den Strombedarf erheblich senken Mit folgenden Empfehlungen lässt sich die maximal mögliche Effizienz erzielen ➔ ➔ Verwendung einer Wiener Gleichrichterstufe einer brückenlosen Leistungsfaktor-Korrekturschaltung die sowohl die Stromaufnahme aus dem Stromnetz verringert als auch eine geringe Anzahl von Transistoren und Dioden verwendet Warum ist dies ein so gut geeignetes Design für ein Hochleistungsladegerät? Öffentliche DC-Ladeinfrastrukturen sind an das öffentliche Dreiphasen-Niederspannungsnetz angeschlossen Daher müssen sie den entsprechenden Netzanschlussvorschriften entsprechen Der weit verbreitete Wiener Gleichrichter erfüllt diese Anforderung und bietet einen hohen Wirkungsgrad bei geringer Schaltungskomplexität Der darauf basierende 3-stufige T-Typ-Neutralgleichrichter erlaubt den Einsatz von schnellen 650-V-Silizium-Schaltern und 1200-V-Dioden Außerdem ist er für