تطبيق ترانزستورات MOSFET وIGBT في محطات الشحن

١. مقدمة إلى محطات الشحن
محطة الشحن هي جهاز يوفِّر إعادة شحن الطاقة للمركبات الكهربائية. وتتشابه وظيفتها مع وظيفة ماكينة التزود بالوقود في محطات الوقود. ويمكن تركيبها ثابتةً على الأرض أو على الحائط، وتُركَّب عادةً في المباني العامة (مثل المباني الحكومية، ومراكز التسوق، ومواقف السيارات العامة، وغيرها) وفي مواقف السيارات الخاصة بالمنازل أو في محطات الشحن المخصصة. كما يمكنها شحن مختلف أنواع المركبات الكهربائية وفقًا لمستويات الجهد المختلفة.
يتم توصيل الطرف المُدخل لمحطة الشحن مباشرةً بشبكة التيار المتناوب، بينما يحتوي الطرف المُخرج على قابض شحنٍ لشحن المركبة الكهربائية. وتوفّر محطات الشحن عمومًا طريقتين للشحن: الشحن العادي والشحن السريع. ويمكن للمستخدمين استخدام بطاقة شحن مخصصة لتمريرها عبر واجهة التفاعل بين الإنسان والآلة المتوفرة في محطة الشحن لتنفيذ عمليات الشحن المقابلة وطباعة بيانات الرسوم. كما يمكن لشاشة العرض في محطة الشحن عرض بيانات مثل كمية الشحن والرسوم ووقت الشحن.
تصنَّف محطات الشحن وفقًا لطرق الشحن المستخدمة فيها إلى: محطات شحن تيار مستمر (DC)، ومحطات شحن تيار متناوب (AC)، ومحطات شحن متكاملة تيار متناوب/تيار مستمر (AC/DC).
محطة شحن AC
محطة شحن تيار متناوب هي جهاز إمداد طاقة يتم تركيبه ثابتًا خارج المركبة الكهربائية، ويتصل بشبكة الكهرباء لتوفير مصدر طاقة تيار متناوب لمُشحِّن المركبة الكهربائية المدمج (أي المشحِّن المثبت بشكل ثابت داخل المركبة الكهربائية). ولا توفر محطة شحن التيار المتناوب سوى إخراج الطاقة دون أن تمتلك وظيفة الشحن نفسها. ولذلك يجب توصيلها بالمشحِّن المدمج في المركبة لشحن المركبة الكهربائية، أي أنها تؤدي وظيفة التحكم في إمداد الطاقة فقط.
محطة شحن dc
تشمل المكونات الأساسية لمحطة الشحن التيار المستمر ما يلي: وحدة الطاقة، ووحدة التحكم، ووحدة القياس، وواجهة الشحن، وواجهة تزويد الطاقة، وواجهة التفاعل بين الإنسان والآلة، إلخ. وتشير وحدة الطاقة إلى وحدة شحن التيار المستمر، بينما تشير وحدة التحكم إلى وحدة التحكم في محطة الشحن. وبجانب هذه المكونات الأساسية، تحتوي محطة شحن التيار المستمر أيضًا على بعض الأجزاء الصغيرة الأخرى المهمة، مثل أجزاء الصفائح المعدنية، وال퓨وزات، والريلاي، وأجهزة حماية من الصواعق، إلخ. وباعتبارها منتجًا متكامل النظام، لا تتكون محطة شحن التيار المستمر فقط من «وحدة شحن التيار المستمر» و«وحدة تحكم محطة الشحن» باعتبارهما القلب التقني لها، بل إن التصميم الهيكلي يُعَدُّ أحد النقاط الرئيسية في تصميم الموثوقية الشاملة لمحطة الشحن.

٢. تطبيقات المنتج والمزايا

بالنسبة التطبيق في سوق محطات الشحن، يتمتع ترانزستور MOS عالي الجهد ذي الوصلة الفائقة (Super-Junction) الخاص بنا بالمزايا المنتجية التالية:

(1) بالنسبة لطبولوجيا LLC، تم تحسين ديود الجسم لتعزيز قدرة di/dt، وتقليل الشحنة العكسية Qrr والتدخل في الدائرة التشغيلية؛
(2) تم تحسين جهد العتبة Vth لجعل تشغيل عدة أنابيب بشكل متوازٍ أكثر موثوقية؛
(3) تم تحسين الشحنة الإجمالية للبوابة Qg ونسبة السعة الخارجة إلى السعة الداخلة Coss/Ciss لتقليل الفقد الناتج عن الدائرة التشغيلية وتحسين مقاومتها للتداخل؛
(4) تم تحسين القدرة على التحمل أثناء الانهيار الكهربائي (EAS) لتعزيز مقاومة ظاهرة الانهيار الكهربائي (أفالانش)؛

وبخصوص التطبيقات في سوق محطات الشحن، فإن المزايا التنافسية لمنتجنا هي:
(1) تحسين جهد التشبع Vceset، مما يقلل من فقدان الطاقة الناتج عن التوصيل بشكل أكبر ويُخفض ارتفاع درجة الحرارة؛
(2) تحسين ديود التوصيل العكسي المتوازي لتعزيز قدرة di/dt؛
(3) تحسين سرعة التبديل، حيث تصل تردد التبديل إلى 60 كيلوهرتز.

وقد جعلت هذه المزايا منتجنا أكثر أمانًا وكفاءةً في تطبيقات محطات الشحن.

3. أحد التوصيات المنتجات