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2025
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合金电阻在车载充电机(OBC)的 应用优势及选型推荐
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【新闻概要】在车载充电机(OBC)中,合金电阻相比碳膜电阻、金属膜电阻、绕线电阻等其他类型电阻,具有多项针对性优势,这些优势与其在OBC中承担的电流采样、过流保护等核心功能高度匹配
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一、合金电阻在OBC的应用优势
在车载充电机(OBC)中,合金电阻相比碳膜电阻、金属膜电阻、绕线电阻等其他类型电阻,具有多项针对性优势,这些优势与其在OBC中承担的电流采样、过流保护等核心功能高度匹配,具体如下:
1.低阻值与高功率密度,适配大电流场景
OBC作为电动汽车的充电核心部件,需处理从电网输入的交流大电流(如单相220V/16A或三相380V高电流),以及内部DC/DC转换环节的直流大电流。
合金电阻的阻值通常极低(毫欧级、微欧级),串联在主回路中时,自身功耗(P=I 2R)极小,不会显著影响电路效率,也避免了因功耗过大导致的发热问题。
相比之下,陶瓷/碳膜/金属膜电阻的阻值通常较高(欧姆级以上),若用于大电流采样,会产生较大功耗和热量,无法适配OBC的大电流场景;绕线电阻虽可做到低阻值,但体积较大,功率密度低,难以满足OBC小型化设计需求。
2.高精度与低温度系数,确保采样可靠性
OBC对电流采样精度要求极高(如误差需控制在±1%、0.1%以内),直接影响充电控制精度、保护逻辑响应(如过流保护阈值)和功率计算准确性。
合金电阻采用铜镍合金(如卡玛、康铜、锰铜)等材料,其电阻值的初始精度极高(通常可达±0.01%~±1%),且温度系数极低(一般在±5~±50ppm/℃)。这意味着在OBC工作时的宽温环境(-40℃~125℃甚至更高)中,电阻值受温度变化影响极小,确保电流采样信号稳定,避免因温度漂移导致控制误差或保护误动作。
碳膜电阻精度低(通常±5%~±10%)、温度系数高(-100~+500ppm/℃),无法满足高精度需求;绕线电阻虽精度较高,但因导线的温度系数问题,整体温度稳定性仍不及合金电阻。
3.高浪涌承受能力,应对瞬时冲击
OBC在启动、插拔充电枪或电网波动时,会产生瞬时浪涌电流(如电容充电冲击、感性负载突变),若电阻无法承受,可能直接烧毁,导致充电中断或设备损坏。
合金电阻的合金材料(如锰铜、卡玛、铁铬铝等)具有优异的机械强度和耐高温特性,且结构设计(如裸片封装或大电级封装可以大面积散热)可快速分散瞬
时热量,因此能承受较大的浪涌电流(如额定电流的10~100倍,持续数毫秒)。
碳膜/金属膜电阻的膜层较薄,浪涌电流易导致膜层烧毁;绕线电阻虽能承受一定浪涌,但导线间的绝缘层可能因瞬时高温击穿,可靠性较低。
4.低寄生电感,减少高频干扰
OBC内部包含高频开关电路(如DC/DC转换器的MOSFET开关频率可达几十kHz至几百kHz),若采样电阻存在寄生电感,会在高频下产生额外的感抗(XL=2πfL),导致采样信号失真,影响控制环路的稳定性。
合金电阻通过平面结构设计(如贴片式)以及材料配比,可将寄生电感控制在极低水平(通常<3nH),几乎不影响高频信号采样。
绕线电阻因导线绕制形成线圈,寄生电感较大(通常>10nH),会显著干扰高频采样;碳膜/金属膜电阻的寄生电感虽较低,但受限于功率和精度,无法替代合金电阻。
5.长期稳定性与耐环境性,适配车载严苛条件
OBC安装在汽车内部,需承受振动、湿度、油污、高低温循环等严苛环境,电阻的长期稳定性直接影响充电系统的寿命和安全性。
合金电阻的材料和结构稳定性强,经长期电流冲击、温度循环后,电阻值的漂移极小,且抗振动、抗腐蚀能力优异,符合汽车级可靠性标准(如AEC-Q200)。
碳膜电阻的膜层易因振动脱落或受潮氧化,长期稳定性差;绕线电阻的焊点可能因振动松动,导致接触不良。
二、合金电阻在OBC的选型推荐
1.电压检测、电流检测
在OBC的PFC电路和DCDC电路当中,电流和电压的检测精度对于提高充电机的工作效率具有重要作用。
如图1所示为毫欧电子自研的车规级封体合金系列电阻,采用目前先进的电子束焊接工艺,实现低温漂高精度,实现电压/电流检测精度极高的同时,能够适应产品在宽温度范围内的低阻值变化率,寄生电感可以控制在3nH以下,可以避免高频电路干扰。这意味着在整车寿命内,电压/电流检测都将保持精确、稳定和可靠性。
图1.HoCG封体合金系列电阻
对于电流较大或者散热不好的产品,可以考虑如下图2、图三所示毫欧裸露合金电阻VB系列和BB系列,该系列封装在提高功率的同时,提升了产品在PCB板子中的高度,不论是自然散热还是风冷散热,都极大的提高了散热效率问题,也进一步降低了温度变化范围过大导致的阻值漂移问题,提高采样精度。
其次,VB系列和BB系列采用了开尔文封装,减小了引线电阻和接触电阻对测量结果产生的干扰,测量精度受限。电极部分阻值带来的阻值差异。对于VB和BB系列,因为高度的提高,对于电路板layout过程中可以考虑在镂空的位置走线信号线,优化走线方式。
VB系列和BB系列合金电阻精度可以控制到0.1%,温漂可以控制到±10~±150ppm/℃,寄生电感3nH以下。
图2.HoVB裸露合金系列电阻
图3.HoBB裸露合金系列电阻
2.主被动放电电路
对于电路当中的主动被动电路,可以选用毫欧电子的功率电阻系列,如下所示的TO263封装下,其功率最高可以达到35W,与其他电阻产品相比,可以承受更高的电流和短时间的温度冲击。
图4.毫欧电子高功率电阻TO263封装
三、总结
合金电阻以低阻值高精度、高脉冲承受能力、低寄生电感、强环境适应性四大核心优势,完美匹配OBC对大电流采样、高频抗干扰、严苛环境可靠性的需求,成为车载充电机中电流检测和保护的关键元件。
毫欧电子致力于为电动汽车行业提供最新的元器件解决方案,以满足不断迭代更新的技术需求,为客户产品带来更高的性能和可持续发展。为产品提供更大的设计灵活性。
注:本文档如有更新,恕不另行通知。若您还想深入了解产品或解决方案,或特定场景的应用,欢迎随时咨询技术支持。
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