Module für Batterielade-Anwendungen

Elektrofahrzeuge und Elektromobilität im Allgemeinen sind die Zukunft des Verkehrs in einer Welt, die ihren CO2-Fußabdruck verringern muss. Um batteriebetriebene Fahrzeuge kostengünstig auszustatten, müssen Fahrzeug-Ladegeräte so effizient und wirtschaftlich wie möglich sein. Während sich die Leistungswandlungsstufen im Bereich mehrerer kW mit den neuesten Topologien und Halbleitertechnologien verbessern, müssen auch die AC/DC-Zubehörversorgungen die EV-Ladeanforderungen hinsichtlich Effizienz und Wert erfüllen.

Wallboxen und Ladestationen sind häufig in Umgebungen mit Überspannungskategorie drei (OVC III) installiert, in denen es zu erheblichen Einbrüchen, Spannungsspitzen und Transienten durch Blitzeinschläge kommen kann. Auch diesen müssen die Netzteile standhalten. Zusätzlich können extreme Temperaturschwankungen auftreten, und die verfügbare AC-Versorgungsspannung kann Drehstrom 480V AC oder 277V AC sein. Darüber hinaus müssen AC/DC-Zusatzmodule in dieser Umgebung zusammen mit Schaltreglern und DC/DC-Wandlern für eine interne Spannungsumwandlung und -isolierung zuverlässig arbeiten.

Diese Baureihen von AC/DC-Wandlermodulen für 3W bis 60W haben 85–528V AC Eingangsspannung für Phase-zu-Neutral-Verbindungen in Einphasensystemen mit 100/115/230/277/400/480VAC oder für eine Phase-zu-Phase-Verbindung in einem System mit 120VAC. Die kostengünstigen und komplett zertifizierten Bauteile gibt es mit einer Auswahl an Ausgangsspannungen; sie haben einen großen Bereich der Betriebstemperatur von -40 bis +85°C für raue Umgebungen und eignen sich ideal für Zubehörversorgungen bei Batterielade- und Überwachungssystemen. Diese Baureihen erfüllen ohne externe Filter die EMV-Normen und haben einen geringen Leerlauf- und Standby-Verbrauch.

Eine Auswahl der RACxx-Produkte eignet sich für den direkten Anschluss an OVC III-Systeme. Das vollständig zertifizierte AC/DC-Wandlermodul der RECOM-Baureihe RAC05-K/480 eignet sich für Phase-zu-Phase-Verbindungen in Systemen mit 220/480V AC und bietet einen isolierten 5W-Ausgang mit 5, 12 oder 15VDC bei einer Versorgungsspannung von 85 bis 528V AC. Die Bauteile sind ohne externe Komponenten EMV-konform (Klasse B) und der Betriebstemperaturbereich liegt zwischen -40 und +80°C. Der RAC05-K/480 series eignet sich für den direkten Anschluss an OVC III-Systeme und ist daher ideal für Hilfskonverter in Batterieladestationen im Freien sowie für den allgemeinen industriellen Einsatz.

Die 60W Open-Frame Baureihe RACM60-K ist für Industrie-, Haushalts- und medizinische Anwendungen vollständig zertifiziert. Das Modul liefert eine Ausgangsleistung von 60W bei einer Temperatur von -40°C bis +55°C mit natürlicher Luftkonvektion und bis zu +85°C mit Derating oder forcierter Kühlung. Diese Serie bietet drei verschiedene Montageoptionen: 2" x 3" oder 2" x 4" Bauform - und optional mit Leiterplattenpins.

Schaltungen in Batterieladeanwendungen erfordern häufig DC/DC-Wandler, um Hilfsschienen und isolierte Stromversorgung für Kommunikationsschnittstellen zu schaffen. Hocheffiziente Module für Platinenmontage wie die 40-Watt-Baureihe RP40 und die 20-Watt-Baureihe REC20 mit 4:1 Eingangsspannungsbereich verfügen über eine allseitige Abschirmung in Gehäusen von 2”x1” und eignen sich perfekt für die Stromversorgung von Steuerungen in Ladestationen und Systemen für das Batteriemanagement.

Für Batteriemanagementanwendungen mit geringerer Leistung bietet die 8-Watt-Baureihe RP08 mit 4:1 Eingangsspannungsbereich auch Varianten mit einem Eingangsbereich von bis zu 160V, die für Batteriestränge geeignet sind. Wenn isolierte 5V mit geringer Leistung benötigt werden, etwa als 5V Versorgung für analoge Schaltkreise oder für eine isolierte Schnittstelle in einem intelligenten EV-Ladegerät, verfügen die Wandler-Baureihen RFMM-0505 und RKE über einen 1W-Ausgang, 4kV Isolation sowie umfassende Sicherheitszertifizierungen.

Nichtisolierte Schaltregler bieten einen hocheffizienten Ersatz für Linearregler in Batterieladesystemen. Die Baureihe R-78E-1.0 erreicht beispielsweise bis zu 97% Wirkungsgrad mit 1 Ampere Stromstärke an Ausgängen mit 3,3V, 5V oder 12V und mit Eingangsspannungen von bis zu 28V. Für eine Ausgangsleistung von bis zu 3 kW ist das Half-Brick-Produkt RBBA3000-50 ein Abwärts-/Aufwärtswandler (Sperrwandler) mit einem Eingangsbereich von 9-60V und einer voreingestellten Ausgangsspannung von 0-60V, die über oder unter der Eingangsspannung liegen kann. Typische Anwendungen sind die Umwandlung von 48V in 24V oder von 12V in 24V Batteriespannung in Elektrofahrzeugen und Batteriespannungsstabilisatoren in Ladestationen für UAVs und Drohnen.

PCS, das Schwesterunternehmen von RECOM, ist auf hochspezifizierte, auf den Kunden ausgerichtetete Stromversorgungslösungen spezialisiert, darunter Batterieladegeräte, Ausgleichsregler und Konditionierer für mobile und stationäre Anwendungen. Die PCS-Produkte basieren auf erfolgreichen Plattformdesigns, die für anspruchsvolle Umgebungen wie z.B. Verteidigungstechnik entwickelt wurden. Die Eingänge können einphasig oder dreiphasig sein, und die Ausgänge können vom Kunden bis zu 20kW oder mehr festgelegt werden. Für Anwendungen zur Energierückgewinnung gibt es bidirektionale Designs. Alle Produkte bieten vollständigen Schutz, Überwachung und Steuerung über intelligente Schnittstellen.