Vishay推出高效主动放电电路参考设计，助力新能源汽车安全

在新能源汽车（NEV）的设计与开发过程中，主动放电电路是确保系统安全性和维护人员安全的关键组件。所谓主动放电，指的是在车辆断电或出现故障时，通过专门的泄放电路快速释放高压母线电容中储存的能量，以防止潜在的触电风险和元器件损坏。通常要求在3秒内将电压降至60V以下的安全水平。为此，Vishay推出了针对400V和800V系统的两款高性能主动放电电路参考设计，旨在降低技术门槛，加速方案开发。

新能源汽车中的主动放电需求

当新能源汽车断电或发生故障时，高压电池与电机控制器之间的母线电容可能存储数百伏特的高压电。这种高电压不仅对维修人员构成严重威胁，还可能导致关键电子元件的损坏。因此，需要一种能够迅速且可控地释放这些能量的方法。这就是主动放电电路的作用——它能在几秒钟内将母线电压降至安全水平，从而保障系统的可靠性和维修安全性。

主动放电电路的工作原理是在控制器的实时监控下，利用功率开关器件（如MOSFET）将母线电容中的能量导向放电电阻，并以热能形式耗散掉。相较于被动放电方案，主动放电具有响应速度快、可控性强、能耗低等优点，但其系统架构较为复杂，技术门槛较高。

Vishay的解决方案

为了解决这一挑战，Vishay基于其丰富的高性能元器件产品组合和深厚的专业经验，推出了两款专为400V和800V系统设计的主动放电电路参考设计。这些设计不仅集成了Vishay的高脉冲负载表面贴装线绕电阻、碳膜MELF电阻以及厚膜技术电阻等无源元件，还包括了高压功率MOSFET和光电隔离栅极驱动等半导体分立器件，所有元件均经过精心优化，以满足最终应用的需求。

图 1：Vishay 主动放电电路参考设计架构

具体来说：

400V系统参考设计：该设计能够在不到2秒的时间内，将一个600μF电容器上的DC-Link母线电压从450V降至60V。

800V系统参考设计：对于更高电压的应用场景，此设计可以在同样短的时间内，将一个500μF电容器上的DC-Link母线电压从850V降至60V。

表 1：Vishay 主动放电电路参考设计关键元器件一览

技术细节与优势

这两款参考设计不仅提供了必要的电气性能，还通过选用合适的材料和技术，确保了整个系统的稳定性和可靠性。例如，采用的高脉冲负载电阻能够在短时间内承受大电流而不损坏，保证了放电过程的安全性；而高压功率MOSFET则提供了高效的能量转换效率，减少了不必要的能耗。

此外，集成的光电隔离栅极驱动器进一步增强了系统的安全性，避免了因电磁干扰或其他因素导致的误操作。所有这些特性共同作用，使得开发者可以更加专注于整体系统的设计，而不是花费大量时间在基础元件的选择和调试上。

结语

随着新能源汽车市场的快速发展，如何确保高压系统的安全性成为了工程师们面临的重要课题。Vishay推出的这两款主动放电电路参考设计，凭借其卓越的性能和易用性，显著降低了技术门槛，加快了开发进程。这不仅有助于提升新能源汽车的整体安全性，也为未来更智能、更环保的交通工具铺平了道路。