电动汽车的高压安全中有关高压母线的主动放电与预充电技术展开分析，现在还是围绕半导体可以调整，我们根据 ST 的方案介绍，来探讨相关技术应用的背景、解决方案及其行业应用现状。
对于高压母线主动放电，当车辆发生碰撞等危急情况时，需迅速释放高压系统残余电压，防止短路起火与电击风险。
Part 1.主动放电技术
主动放电技术在 EV 高压母线中起到关键的安全保障作用，核心需求在于快速将电容残留电压降至安全水平（如 ISO 6469 规定的 60V 以下），以防止因电气短路或事故引发火灾及电击。
传统方法主要依赖电阻放电，但 ST 采用了基于可控硅（SCR，Thyristor）的解决方案，通过显著提升放电速度来满足更高的安全标准。
SCR 在此过程中展现出独特优势，其具有高的峰值电流承受能力，在 1ms 内可支持超 2000A 电流，远超 MOSFET 和 IGBT。
如在特定的高压电容放电场景中，SCR 的 I (V) 特性使其在正向导通时能承载大电流，一旦被门极电流脉冲触发 latch 后，即使撤去门极电流仍可维持导通状态，确保电容快速放电。
● 快速响应能力：SCR 可以在毫秒级内完成放电，相比传统的 IGBT 或 MOSFET，其峰值电流能力更高（可达 4000A），满足高电压平台下的快速放电需求。
● 高可靠性：SCR 在触发后维持锁存状态，避免了因控制信号中断导致的功能失效。这一特性尤为适用于事故后的电压快速清除。
ST 提供了多款针对不同电压和功率需求的 SCR 产品，如 TN4035HA-8 和 TN13050HA-12，覆盖 400V 到 800V 电池平台。
● 从初代基于电阻的简单放电电路，到引入 SCR 的主动放电方案，ST 的迭代策略聚焦于：**
** ◎ 优化峰值电流能力以缩短放电时间；
** ◎ 推出更小封装（如 D2PAK、TO-247）以适配紧凑的汽车电子设计；
** ◎ 提供参考设计（如 STDES-DIS001）以简化客户的系统集成。
Part 2.预充电技术
在预充电方面，SCR 同样发挥关键作用。传统的预充电继电器多为机电式接触器，存在切换速度慢、易磨损、寿命有限及产生电磁干扰（EMI）等问题。ST 采用的 SCR 作为固态开关替代方案，可有效解决这些弊端。
通过与电阻配合，在电池接入高压母线前限制涌入电流，保护电气系统。其快速的开关速度和高功率密度特性，允许使用更小尺寸的预充电电阻，在紧凑封装下实现高效能，如在一些示例电路中，SCR 能够在短时间内导通大电流完成预充电过程，且在充电完成后自动关断，提升系统可靠性与响应性。
预充电是避免电气系统因大电流冲击而受损的重要环节。ST 通过使用 SCR 替代传统的机电继电器，实现了更可靠、更快速的预充电功能。
● 降低浪涌电流：SCR 与预充电电阻的配合，可以显著减少浪涌电流，保护电气设备。
● 自动关断：预充电完成后，SCR 会因电流下降自动关断，避免了机械继电器的磨损和电弧问题。
● 小型化与高效性：ST 的 SCR 解决方案在体积和功耗上显著优于传统继电器，适合高密度电子系统。
ST 通过设计高峰值电流能力和短关断时间的 SCR，支持客户优化预充电电阻值，进一步缩短预充电时间。这种灵活性为客户提供了显著的设计自由度。主动放电和预充电技术广泛应用于 EV 的电池管理系统（BMS）和高压配电单元（PDU）。
● 在实际应用中，这些技术显著提升了车辆的安全性和可靠性：
** ◎ 安全合规性：满足 ISO 6469 等国际标准的快速放电需求，降低事故后安全风险。
** ◎ 成本与效率：SCR 的高可靠性和长寿命减少了维修频率和运营成本，为整车厂提供了更具经济性的解决方案。
** ◎ 市场趋势：随着 800V 高压平台的普及，主动放电和预充电技术已成为高端 EV 的标配，ST 的产品在这一领域占据重要地位。
在更高电压平台（如 1200V 以上）的应用中，其热管理和封装挑战仍需进一步解决。未来，随着硅基材料向碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）的过渡，主动放电和预充电技术将迈向更高的效率与集成度。
小结
ST 在 EV 高压母线主动放电与预充电领域的技术创新为行业树立了新的标杆。通过整合高性能 SCR、优化参考设计和强化系统解决方案，ST 不仅帮助整车厂满足严苛的安全标准。
END
作者：芝能芯芯
文章来源：芝能智芯
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