Hilfsspannungsversorgung für EV-Ladegerät

Fest installierte Wallboxen/EV-Ladegeräte müssen unter einer Reihe schwieriger Betriebsbedingungen wie Temperaturen von -40°C bis +65°C und Anfälligkeit für Überspannungen zuverlässig funktionieren. In diesem Anwendungsfall ist eine Überspannungsklassifizierung III (OVC III, wie in IEC60664-1 definiert und in IEC/EN/UL62368-1 zitiert) erforderlich, um die Anforderungen an den Schutz der Funktionen und des Systems zu erfüllen. Darüber hinaus müssen sie fehlertolerant sein, um katastrophale Schäden aufgrund von Verdrahtungsfehlern bei der Installation oder Ausfällen im Nullleitersystem des Wechselstromnetzes zu vermeiden. Lesen Sie, wie RECOM einem Kunden beim Design eines außergewöhnlich zuverlässigen und fehlertoleranten EV-Ladegerätes half.

Um die steigende Nachfrage nach leistungsstärkeren Ladestationen für die E-Mobilität zu befriedigen, müssen mehr dieser Ladegeräte (auch „Wallboxen“ genannt) im öffentlichen Raum und in Privathaushalten installiert werden. Diese Installationen sind nicht nur einer Reihe anspruchsvoller Temperatur- und Überspannungsbedingungen ausgesetzt, sondern müssen auch fehlertolerant sein. Diese Geräte sind mit stark variierenden Eingangsspannungen konfrontiert, da sie in verschiedenen Konfigurationen von Wechselstromeingängen installiert werden. Verdrahtungsfehler und/oder Ausfälle im Netz können katastrophale Störungen verursachen. Die häufigste Ursache für ein Fehlerszenario ist, dass ein für 230/240VAC ausgelegtes EV-Ladegerät versehentlich an L1 und L2 (über zwei Phasen) angeschlossen wird.

Ein weiteres Szenario für Überspannungen ist ein defekter Nullleiteranschluss in einem Nachbarschaftstransformator. Das kann dazu führen, dass die Spannung auf einer Phase um mehr als 400VAC zunimmt. Um eine Beschädigung des teuren Ladegerätes zu vermeiden, musste der Kunde eine Steuerschaltung installieren, die die Hochleistungselektronik nur dann mit dem Wechselstromnetz verbindet, wenn die Eingangsspannungen innerhalb der spezifizierten Werte liegen. Das erforderte eine Hilfsspannungsversorgung, die in einem ungewöhnlichen Bereich von 85VAC bis über 500VAC arbeitet. Als der Kunde dieses Projekt konzipierte, konnte er ein solches Produkt auf dem Markt nicht finden.

RECOM hingegen konnte ein kompaktes, standardisiertes AC/DC-Wandlermodul mit einem Eingangsbereich von 85 - 528VAC anbieten, das dadurch in der Lage war, unter allen möglichen zuvor beschriebenen Fehlerszenarien zu arbeiten. Darüber hinaus war dieses Modul für Anwendungen qualifiziert, die die Überspannungsklassifizierung III erfordern.

Dieser Wandler enthält einen Steuerkreis zum Messen der Spannungen und der korrekten Verdrahtung für die Hochleistungsstufe. Liegen die Werte innerhalb des spezifizierten Bereichs, so wird die Endstufe mit dem Stromnetz verbunden, und der EV-Ladevorgang kann beginnen. Ist die Versorgungsspannung zu hoch, so meldet das Ladegerät einen Fehler (über eine Anzeige), und der Ladevorgang wird so lange unterbrochen, bis die Versorgungsspannung wieder in den spezifizierten Bereich zurückkehrt. Internationale Sicherheitszulassungen und ein integrierter EMI-Filter der Klasse B ermöglichen die einfache Implementierung. Sein Betrieb bis hinab zu -40°C macht ihn ideal für unbeheizte Außenbereiche wie Carports und Garagen.