电动汽车使用 400 和 800 V 电池，标称电流超过 200 安培，如果这种高电压和电流连接到底盘或汽车的任何导电部分，这可能是致命的。为了防止这种情况发生，制造商使用高压和大电流直流接触器继电器，将电池正负轨与高压板网络断开，如图 1 所示。

图 1.电池断路开关。图片由 Bodo's Power Systems 提供

如果继电器用于为与逆变器并联的直流 （DC） 母线电容器充电，则需要预充电电路，该电容器的浪涌电流取决于其尺寸、电压和时间瞬变。该电路首先闭合，并在接近直流母线电压后打开。如果使用半导体，则不再需要这种预充电。

继电器是机电设备，在其应用中具有一定的挑战。一个主要挑战是两个开关触点之间的电弧，这是由它们两端的电压引起的放电，并由流经它们的电流维持。电弧会导致使用寿命缩短，或者坏的情况是，如果触点焊接在一起，则会导致损坏。继电器提供商有多种解决方案来克服这个问题，例如跨负载的电容器、充气室等。高压直流继电器的温度范围通常限制为 -40°C 至 85°C，开关速度在几十毫秒的范围内。

继电器的替代品是双向固态半导体开关，如下所述。它侧重于主承包商，意识到辅助电路也需要这些开关。

将半导体用作继电器替代品，以便将两个晶体管反串联放置，以阻止两个方向的电流（见下面的图 2），并使用 n 沟道 MOSFET。或者，通常可以使用所有其他类型的 FET。VisIC 的竞争力是直接驱动配置的宽带隙氮化镓 （GaN） FET，因此建议将其用于 HV-BDS。

BDS 中使用的 FET 有什么要求？在正常运行期间，开关一直打开，因此 RDS上是一个主要参数，定义导通损耗 （PCON系列=I?*RDS上).通过技术本身和多个晶粒的并行化，可以实现所需的值。并联对于适当的电流共享至关重要，必须保证这一点。除其他参数外，它在很大程度上取决于具有对称杂散电感的印刷电路布局。耗尽型 GaN FET 从 2 维电子气体 （2DEG） 中提供约 1500 cm?/V*s 的高电子迁移率，并具有的可靠性。

为什么 GaN 器件是 HV-BDS 的合适候选者？Baliga （2016） 说：“......预测的 0.4mOhm/cm 的比导通电阻比传统硅器件的理想比导通电阻小 180 倍。商用设备目前没有达到这个预测，但即使电阻是两倍，它也将比硅开关小 90 倍。因此，对于相同的 RDS，GaN 晶体管可以做得更小上或者对于相同尺寸的传感器，电阻要小得多，非常适合电池断路开关。图 3 所示的 VisIC 的直接驱动配置展示了如何控制 GaN 器件，与市场上的其他解决方案相比，它产生了多种优势，例如，没有反向恢复损耗、提高了可靠性等。

图 2.块原理图。图片由 Bodo's Power Systems 提供

图 3.直驱 GaN.图片由 Bodo's Power Systems 提供