爬电距离、电气间隙并非越大越好?PI新型宽爬电距离开关IC助力800V汽车平台提升安全性能!

文摘   2024-12-26 10:18   天津  

800V高压平台技术正成为新一代电动汽车的焦点。这项技术可以显著消除电动汽车充电时间长,车辆性能和效率较低的弊端。这就意味着设计工程师必须要克服技术上的更多的复杂性和安全性挑战,包括高电压操作的安全问题和对系统的更严格的绝缘要求,将一些电气部件主功率回路相关的爬电距离、电气间隙进行重新设计。

那么爬电距离、电气间隙是否越大越好呢?

根据IEC60950标准的定义,爬电距离(Creepage)是通过沿着绝缘材料表面测量的两个导电对象之间的最短路径。而电气间隙(Clearance) 是通过空气测量的两个导电对象之间或导电部件和设备的边界表面之间的最短路径。爬电距离的设计是为了防止在高电压下发生电弧放电或击穿现象,从而确保电气设备和人的安全。而电气间隙的存在是为了增加电介质的绝缘强度,保证系统的安全运行。

增大爬电距离就是增加绝缘材料表面的绝缘强度。爬电距离越大,设备在高电压环境下运行的安全性越高。在高温、高湿或污染的环境中,绝缘材料的绝缘性会降低,爬电距离大的设备能够更好地防止电流沿着绝缘材料表面形成漏电通道,从而减少漏电的风险‌。但是在电气设计中,必须根据基准电压、污染等级及绝缘材料组别等因素来选择爬电距离,爬电距离并非越大越好,距离太大会导致成本增加,空间需求增加以及维护难度增加等,合理的爬电距离才能减少因表面放电或电弧放电导致的设备损坏,从而延长设备的使用寿命‌。


而较大的电气间隙可以防止由于电压作用导致的空气击穿,避免短路或放电现象‌。并且可以确保在空气中的电流能够通过绝缘材料安全地传输,防止因电压过高而导致的设备损坏或安全事故‌。较大的电气间隙可以提高设备的耐压能力‌。在同一电压等级下,较大的电气间隙通常比爬电距离要短,但仍然需要足够大以确保设备能够承受额定冲击耐受电压,保护设备免受电压波动的影响‌。但是过大的电气间隙将导致成本增加,空间需求增加,以及影响布线密度‌等。


所以,在设计电气设备时,爬电距离和电气间隙需要根据具体的安全标准和要求来确定,不能一味追求大距离。


近日,Power Integrations(以下简称PI)为其面向汽车应用的InnoSwitch™3-AQ反激式开关IC再次推出新功能——提供宽爬电封装选项。PI去除了以往位于封装底部的中心引脚,将爬电距离延长到5.1mm,约为标准产品的1.3倍,最大限度地抑制了引脚之间的漏电起痕(沿面放电)。5.1mm的宽漏源极引脚爬电距离无需喷涂三防漆,使IC符合800V车辆的IEC 60664-1标准,在简化了生产制造过程的同时,也提高了其系统的可靠性。



Power Integrations产品营销工程师Mike Stroka表示:“汽车设计人员热衷于使用InnoSwitch™3-AQ IC的高压电源所带来的高效率、低元件数量的优点。新封装增加的初级侧漏极和源极引脚之间的爬电距离和电气间隙,为下一代电动汽车母线电压提供了支持。Power Integrations独有的InSOP™-28G封装可在初级侧施加1000VDC的高压,同时确保所有其他引脚在2级污染的环境当中仍能够安全隔离。”


PI灵活通用的InnoSwitch™3-AQ反激式开关IC产品系列为高速发展的汽车应用提供了多种方案选择,包括750V硅、900V硅、900V PowiGaN或1700V碳化硅开关。只需对电路板设计进行极少的改动,工程师就能选择最合适的符合AEC-Q100标准的InnoSwitch™3-AQ器件,以支持400V和800V电池系统的各种应用。

欲了解更多PI的方案,欢迎访问power.com,或点击阅读原文。

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