Der Hauptvorteil des Kfz-Ladegeräts besteht darin, dass es handelsüblichen Wechselstrom nutzt, der über ein einziges Kabel an jede der Milliarden Steckdosen angeschlossen werden kann, die in jedem Gebäude installiert sind.
Beim AC-Laden der Stufe 1 wird einphasiger Strom verwendet, die 120-V-Stromversorgung beträgt etwa 1,9 kW, die 220-V-240-V-Stromversorgung beträgt etwa 3,7 kW.Dies ist die gängigste Art des Ladens in Privathaushalten.
Allerdings verwenden Unternehmen zum Laden typischerweise eine dreiphasige Stromquelle, wodurch die verfügbare Leistung von Bordladegeräten auf etwa 20 kW erhöht werden kann, viel schneller als in der ersten Ladephase.
Das Laden mit Wechselstrom ist die flexibelste Art des Ladens, da die Ladestation je nach Lebensstil und Fahrzeugnutzung eine breite Palette an Ladeanforderungen erfüllen kann.Wird das Fahrzeug tagsüber nur zum Pendeln genutzt, ist das Laden in der Nacht sehr praktisch.AC-Laden ist für längeres Laden nicht ideal, da die Ladezeit zu lang ist und die benötigte Distanz die Reichweite des Fahrzeugs übersteigt.
Passive Komponenten für Autoladegeräte
Passive Geräte wie magnetische Elemente und Kondensatoren spielen bei allen Aspekten von Bordladegeräten eine Schlüsselrolle.Der Aufwärtswandler, der das vordere Ende der PFC-Stufe bildet, besteht aus einem Gleichtakt-EMV-Filter, Filterkondensatoren, PFC-Spulen und einem Zwischenkreiskondensator, der als Ladespeicher zwischen der Aufwärtsstufe und dem integrierten Ladegerät dient.
LLC-Konverter werden häufig in Industrie- und Verbraucheranwendungen eingesetzt.Obwohl keine spezielle Ausgangsdrossel verwendet wird, werden magnetische Elemente zur Isolierung von Transformatoren und EMV-Ausgangsfiltern sowie verschiedene Kondensatoren verwendet.
Das Potenzial für die Einführung des kabellosen Ladens hat zu einem größeren Bedarf an passiven Komponenten geführt, darunter Spulen für die Energieübertragung (Senden und Empfangen), wie rechts dargestellt, und Näherungsdetektoren, um sicherzustellen, dass das Fahrzeug richtig auf das Ladegerät ausgerichtet ist.
Obwohl sich viele neuere Fortschritte auf Halbleiterbauelemente der Leistungselektronik wie MOSFET und IGBT und die zugehörigen Steuerungen konzentrierten, konnten nur wenige dieser Geräte ihr Potenzial in passiven Komponenten ausschöpfen, ohne entsprechende Verbesserungen ihrer abhängigen Leistung sowie der Steckverbinder und Kabel.
In vielen Anwendungen werden einfach mehrere Widerstände parallel verwendet, um den erforderlichen Leistungsverlust zu bewältigen.Dies bietet zwar eine Lösung auf Schaltungsebene, erhöht jedoch die Anzahl der Komponenten, die Kosten und den benötigten Platz auf der Platine – nichts davon ist in einer Automobilumgebung ideal.Eine aktuelle Innovation war der erste Hochleistungswiderstand, der mit der AEC-Q200-Qualifikation angeboten wurde (links).Diese Geräte mit einer Toleranz von 1 % werden in einem isolierten Gehäusedesign geliefert und können direkt am Kühler montiert werden, wo sie für bis zu 800 W ausgelegt sind.Aufgrund dieser hohen Verlustleistung können mehrere Geräte mit geringem Stromverbrauch durch einen einzigen Widerstand ersetzt werden, oder (aufgrund seiner Impulskapazität) kann ein größerer drahtgewickelter Widerstand ersetzt werden, wodurch Platz auf der Platine gespart wird.
Ein Induktor ist eine Komponente, die, wenn sie nicht sorgfältig ausgewählt wird, durch längere Einwirkung von Hitze und Vibrationen beschädigt werden kann.Das robuste Modell erfüllt jedoch die AEC-Q200-Standards, wie z. B. Power Choke Boost und Buck Run und Filter aus Metallverbundwerkstoff.Die neuesten Versionen bieten eine hohe Vibrationsfestigkeit und können bei Temperaturen von bis zu 150 °C (einschließlich Selbsterwärmung) betrieben werden, während sie über diesen erweiterten Temperaturbereich eine hervorragende Induktivitätsstabilität beibehalten.Die Abschirmstruktur eliminiert praktisch magnetische Streuungen und minimiert so etwaige elektromagnetische Interferenzprobleme.
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 16.06.2021