概述

EV 电动车车载充电机（OBC, On-Board Charger） 在工作中直接连接交流电网（AC 220V/380V）和车载高压直流电池（DC 400V/800V），容易受到 雷击浪涌、开关操作浪涌和静电放电 的威胁，因此需要完善的浪涌保护设计。

AC 输入端保护（市电接口侧）

主要威胁：雷击浪涌、电网尖峰电压、工频暂态过电压

常用保护器件：

  • 熔断器（Fuse）：提供过流保护，防止浪涌损坏器件后持续短路。
  • 共模/差模电感 + X/Y 电容：滤除高频干扰，提升 EMI 抑制能力。
  • 压敏电阻（MOV/Varistor）：吸收雷击浪涌，常见 14D/20D 470~820V 型号（取决于电网电压等级）。
  • 气体放电管（GDT）：对大能量雷击浪涌提供第一道保护，分流到地。
  • 热敏电阻（NTC/PTC）：抑制上电浪涌电流，保护整流桥。

整流与 PFC 电路保护

主要威胁：高 dv/dt、电感反向浪涌

常用保护器件：

  • TVS 二极管：保护功率开关管（MOSFET/IGBT）的栅极及 Drain-Source 间瞬态过压。
  • RC Snubber 电路：吸收开关管及整流桥上的尖峰电压。
  • 二极管反向保护：抑制功率回扫浪涌。

DC/DC 转换与输出端保护（高压电池接口侧）

主要威胁：电池侧回馈浪涌、电感开关尖峰

常用电路保护器件

  • 高压 TVS 管：保护 OBC 输出端口（例如 SM8S 系列，可耐 600~1500W 浪涌）。
  • 功率 MOSFET/IGBT 漏源极并联 TVS：快速钳位电压尖峰。
  • 电池接口熔断器：防止 OBC 故障导致电池过流。

通信与控制接口保护（CAN / LIN / 信号线）

主要威胁：静电放电（ESD）、雷击感应浪涌

常用保护器件

  • 低电容 ESD 二极管阵列：保护 CAN/LIN 信号，避免通信中断。
  • 共模电感：滤除共模噪声

浪涌防护器件选型要点

  • GDT（气体放电管）：大能量雷击防护，典型 230V~600V。
  • MOV（压敏电阻）：快速钳位浪涌电压，选型需满足 AC 电网电压 + 20%裕量。
  • TVS（瞬态抑制二极管）：快速保护电子器件，响应时间 ns 级。
  • 熔断器/热敏电阻：配合浪涌吸收器件，避免失效短路。

Semiware 推荐保护电路方案

EV车载充电机的浪涌保护方案-赛米微尔-Semiware-博客

总结

车载充电机 OBC 的浪涌保护通常采用 多级防护方案：

  • 输入端：GDT + MOV + EMI 滤波 + 熔断器
  • 功率级：TVS + Snubber
  • 输出端：高压 TVS + 熔断器
  • 通信端口：ESD 抑制器 + 共模电感

这样可以实现 雷击浪涌、工频暂态过压、静电放电的全面防护。

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