在新能源汽車（NEV）的設計與開發過程中，主動放電電路是確保系統安全性和維護人員安全的關鍵組件。所謂主動放電，指的是在車輛斷電或出現故障時，通過專門的泄放電路快速釋放高壓母線電容中儲存的能量，以防止潛在的觸電風險和元器件損壞。通常要求在3秒內將電壓降至60V以下的安全水平。為此，Vishay推出了針對400V和800V系統的兩款高性能主動放電電路參考設計，旨在降低技術門檻，加速方案開發。

新能源汽車中的主動放電需求

當新能源汽車斷電或發生故障時，高壓電池與電機控制器之間的母線電容可能存儲數百伏特的高壓電。這種高電壓不僅對維修人員構成嚴重威脅，還可能導致關鍵電子元件的損壞。因此，需要一種能夠迅速且可控地釋放這些能量的方法。這就是主動放電電路的作用——它能在幾秒鐘內將母線電壓降至安全水平，從而保障系統的可靠性和維修安全性。

主動放電電路的工作原理是在控制器的實時監控下，利用功率開關器件（如MOSFET）將母線電容中的能量導向放電電阻，并以熱能形式耗散掉。相較于被動放電方案，主動放電具有響應速度快、可控性強、能耗低等優點，但其系統架構較為復雜，技術門檻較高。

Vishay的解決方案

為了解決這一挑戰，Vishay基于其豐富的高性能元器件產品組合和深厚的專業經驗，推出了兩款專為400V和800V系統設計的主動放電電路參考設計。這些設計不僅集成了Vishay的高脈沖負載表面貼裝線繞電阻、碳膜MELF電阻以及厚膜技術電阻等無源元件，還包括了高壓功率MOSFET和光電隔離柵極驅動等半導體分立器件，所有元件均經過精心優化，以滿足最終應用的需求。

圖 1：Vishay 主動放電電路參考設計架構

具體來說：

400V系統參考設計：該設計能夠在不到2秒的時間內，將一個600μF電容器上的DC-Link母線電壓從450V降至60V。

800V系統參考設計：對于更高電壓的應用場景，此設計可以在同樣短的時間內，將一個500μF電容器上的DC-Link母線電壓從850V降至60V。

表 1：Vishay 主動放電電路參考設計關鍵元器件一覽

技術細節與優勢

這兩款參考設計不僅提供了必要的電氣性能，還通過選用合適的材料和技術，確保了整個系統的穩定性和可靠性。例如，采用的高脈沖負載電阻能夠在短時間內承受大電流而不損壞，保證了放電過程的安全性；而高壓功率MOSFET則提供了高效的能量轉換效率，減少了不必要的能耗。

此外，集成的光電隔離柵極驅動器進一步增強了系統的安全性，避免了因電磁干擾或其他因素導致的誤操作。所有這些特性共同作用，使得開發者可以更加專注于整體系統的設計，而不是花費大量時間在基礎元件的選擇和調試上。

結語

隨著新能源汽車市場的快速發展，如何確保高壓系統的安全性成為了工程師們面臨的重要課題。Vishay推出的這兩款主動放電電路參考設計，憑借其卓越的性能和易用性，顯著降低了技術門檻，加快了開發進程。這不僅有助于提升新能源汽車的整體安全性，也為未來更智能、更環保的交通工具鋪平了道路。