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快來Pick我司車載充電器的完整解決方案

電子設計 ? 來源:電子設計 ? 作者:電子設計 ? 2020-12-26 04:41 ? 次閱讀

隨著電動汽車的銷售量攀升,車載充電器(On Board Charger, OBC)的市場需求也隨之提升,吸引廠商投入車載充電器的開發,成為當前最熱門的產品應用。

本文將為您介紹車載充電器的發展概況,以及安森美半導體(ON Semiconductor)所推出的相關解決方案。

OBC為電動汽車提供源源不絕的動力

電動汽車已經成為民眾購車時的重要選項,主要考慮到電動汽車本身不排放污染大氣的有害氣體,加上由于電力可以從多種一次性能源獲得,如煤、核能、水力等,解除人們對石油資源日見枯竭的擔心。

不過,電動汽車的單趟行駛距離、充電樁的數量、充電速度等問題,仍是讓許多購車者對電動汽車舉足不前的原因。

想要解除電動汽車購買者的憂慮,首先便得從改善充電設備來著手。

插電式混合動力/電動汽車(xEV)必須采用高壓電池子系統來進行外部充電,其中一些內置于車輛本身(車載充電器,簡稱OBC),而其他則置于外部,并可以通過有線連接(固定充電器)或通過無線能量傳輸(無線充電器)來進行集成。

插電式混合動力汽車(PHEV)則直接配備有OBC,來負責為電池充電。這些充電器直接內置于PHEV本身,因此必須高效且輕巧。

它們具有各種功率級別,直接與電池充電時間相對應。充電器的功率水平與交流電源輸入(120 VAC、240 VAC、三相等)的可用功率成正比。

最流行的OBC功率水平為3.3 kW、6.6 kW、11kW和22KW,每個都對應于不同的通用AC功率水平。

由于OBC完全是高壓系統,因此最常用的半導體器件是IGBT、超結MOSFET和SiC半導體。
典型的充電器包括許多級聯級,包括輸入整流、功率因數校正、DC-DC轉換、隔離、輸出整流和輸出濾波。

完整解決方案滿足OBC多樣需求

在OBC的設計上,需要用到多種器件,包括碳化硅(SiC)MOSFET、門驅動器、IGBT、MOSFET模塊、IPM、控制器等。

在電源解決方案在業界居于領導地位的安森美半導體,便推出相對應的產品來滿足OBC應用的需求。

在此推薦兩款適用于大功率OBC的碳化硅(SiC)MOSFET,分別是支持N通道、1200 V、80 mΩ,采用TO247-3L封裝的NVHL080N120SC1,以及支持N通道、1200 V、20 mΩ,采用D2PAK-7L封裝的NVBG020N120SC1。

這兩款碳化硅(SiC)MOSFET均使用了全新技術,能夠提供卓越的開關性能,且比硅具有更高的可靠性。另外,低導通電阻和緊湊的芯片尺寸,可確保低電容和低門極電荷。

因此,系統將擁有最高效率、更快的運行頻率、提高了功率密度、降低了EMI,以及減小了系統尺寸等優點。

NVHL080N120SC1

NVHL080N120SC1支持額定1200V,在Vgs為20V、Id為20A時,最大RDS(on)為110mΩ,典型的RDS(on)則僅有80mΩ,具有高速開關和低電容,通過100%的UIL測試,符合AEC-Q101的汽車標準,為無鉛且符合RoHS要求的器件。

NVHL080N120SC1可以應用在電動汽車/插電式混合動力汽車用的DC/DC轉換器、汽車車載充電器與汽車輔助電機驅動。

NVBG020N120SC1支持額定1200V,在Vgs為20V、Id為60A時,最大RDS(on)為28mΩ,具備高速開關和低電容,通過100% UIL測試,器件符合RoHS要求,并符合AEC-Q101的汽車標準,為汽車級器件,可應用于電動汽車/插電式混合動力汽車用的DC/DC轉換器與汽車逆變器

此外,安森美半導體還有一系列的產品適用于OBC應用,包括用于汽車SiC MOSFET的驅動器,支持低側、單6A高速開關的門驅動器-NCV51705,以及具有內部電流隔離,支持隔離式大電流、高效率IGBT柵極驅動器-NCV57001,還有FAN3224TU_F085低側柵極驅動器,可支持雙通道4A高速開關。

安森美半導體可以提供豐富的優化成本IGBT方案用在OBC領域,650V FS4的高速版本系列比如D2PAK封裝AFGB30/40T65SQDN,以及TO247-3L 插件封裝AFGHL40/50/75T65SQD,同時還可提供AFGHL50T65SQDC 集成了50A FS4 IGBT及20A SiC Diode的混合型器件,均適用于OBC應用。

MOSFET模塊則有FAM65CR51DZ2,可用于多相和半無橋PFC的功率集成模塊(PIM)升壓轉換器級,以及FAM65HR51DS可用于LLC和相移DC-DC轉換器的功率集成模塊(PIM)MOSFET SJ H橋。

FAM65V05DF1

安森美半導體還有推出FAM65V05DF1智能功率模塊(IPM),可支持IGBT逆變器650V、50A。
在控制器方面,則有NCV3843BV電流模式PWM控制器、NCV1362汽車類初級側PWM控制器,用于低功耗離線SMPS,以及NCV1060/63用于低功耗離線SMPS的汽車高壓開關。

結語

安森美半導體是電源解決方案的領導者之一,針對OBC應用推出了多樣化、完整的產品線,可針對不同的規格與需求,提供相關的器件與解決方案。

目前正是電動汽車市場起飛的階段,相關的應用需求也正在快速攀升,相信您絕對不想錯過這個搶占商機的大好機會。

審核編輯 黃昊宇

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