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高能效车载充电方案

电动、混动汽车可通过直流充电桩或普通的交流

图3:双向充电电路图

SiC方案降低损耗

SiC比硅方案降低开关损耗和导通损耗,提供新的性能水平。安森美半导体投入宽禁带的开发近10年,是少数同时具备硅、SiC和氮化镓(GaN)技术的供应商,针对车载充电应用,提供汽车级650 V SiC二极管(涵盖6 A到50 A)、1200 V SiC二极管(涵盖10 A 到40 A)、1200 V  SiC MOSFET (涵盖20到80mΩ)。这些SiC二极管最高结温175℃,具有高浪涌电流能力,正温系数,易于并联,无反向恢复损耗,符合AEC-Q101和生产件批准程序(PPAP)。这些SiC MOSFET最高结温175℃,提供高速开关和低电容,100%经无钳位感性负载(UIL)测试,符合AEC-Q101和生产件批准程序(PPAP)。

超级结MOSFET:比平面硅方案性能更好,比SiC方案更具成本优势

安森美半导体具备10年汽车超级结MOSFET经验,最新的第三代超级结MOSFET提供领先行业的能效和性能,现有的超级结MOSFET分立器件可提供KGD裸芯,并于2018年推出APM模块。超级结MOSFET有快速版本(FAST Version)、易驱动版本(Easy Drive Version)和快恢复版本(FRFET Version)。快速版本主要针对工业级应用。易驱动版本由于内置门极电阻Rg和优化电容,降低电压尖峰和电磁干扰(EMI)。快恢复版本具有同类最佳的体二极管。

APM模块

APM模块可用于OBC的PFC、LLC转换、整流等各个功率级,减少器件数,缩减尺寸和重量,提高功率密度,并降低总系统成本。如安森美半导体2018年推出的APM16,高度集成的紧凑设计,具备集成所有硅和SiC技术、全桥或半桥拓扑的灵活性,热阻抗低,符合AQG324、IEC60664-1、IEC60950-1等标准。

门极驱动

安森美半导体提供大驱动电流的驱动器提升系统能效,隔离技术安全、可靠、经认证,不产生EMI也不受系统产生的EMI影响,强固的共模瞬态抑制可抵抗高压和大功率开关应用中出现的系统电压瞬变。如16引脚隔离门极驱动器NCV57000 大电流单通道IGBT驱动器,内置伽伐尼安全隔离设计,在要求高可靠性的电源应用中提供高能效工作,具有米勒平台电压下的大电流,伽伐尼隔离额定值大于5 kVrms,满足UL 1577的要求,工作电压高于1200 V,其它特性包括软关断以抑制尖峰电压、可编程延迟去饱和(DESAT)保护,传输延迟典型值66 ns、短路时IGBT门极钳位等。

总结

车载充电市场随着电动汽车电动动力总成需求的增长而增长。安森美半导体除了提供广泛的超级结MOSFET、IGBT、门极驱动,还针对V2X等趋势和功率等级及占位面积等挑战推出集成SiC的混合IGBT、SiC MOSFET、APM模块,应用于车载充电的PFC、DC-DC、整流、辅助电源、驱动等各个功率级,提高能效、性能、功率密度,减小损耗和占位空间,同时积极扩展现有产品阵容,推出用于3.3kW、6.6kW、11kW等主流功率等级的OBC开发套件,帮助加快设计和评估,其最新推出的三相11 kW 车载充电器平台SEC-3PH-11-OBC-EVB采用SiC技术,能效水平超过95%,功率密度高,可执行的数字控制和可用的GUI确保无忧的启动和用户友好的体验,还可作为开发3相PFC-LLC拓扑系统的学习环境。

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