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典型的OBC系统架构和功率等级
1个典型的OBC由多个级联级组成,包括功率因数校正(PFC)、DC-DC转换器、次级整流、辅助电源、控制及驱动电路。 图1:典型的OBC系统架构 OBC具有多种功率等级,功率等级越高,充电时间就越短。车厂必须根据整车要求定义适当的OBC功率等级。这些OBC需要大功率的交流电源,根据OBC的设计,由单相或三相电源供电。最流行的OBC功率等级是3.3kW、6.6kW、11kW和22kW;每一个对应于不同的常见交流功率等级,如表1所示。安森美半导体可提供单相3.3 kW、6.6 kW和三相11 kW OBC方案。 三相11 kW 车载充电器平台SEC-3PH-11-OBC-EVB SEC-3PH-11-OBC-EVB是安森美半导体新推出的三相11 kW PFC-LLC OBC平台,采用符合AEC-Q101的 SiC功率器件和驱动器,包括1200 V、80mΩ NVHL080N120SC1高性能SiC MOSFET、6 A SiC MOSFET门极驱动器NCV51705和650 V、30 A SiC二极管 FFSB3065B-F085,系统能效超过95%。该套件采用模块化方法,配备用户友好的图形用户接口(GUI),从而简化和加快评估。LLC系统由嵌入式软件以电压或电流控制模式驱动。该平台展示SiC器件用于OBC可提供的高能效、高功率密度、小占位优势,也可作为开发3相PFC-LLC拓扑系统的学习环境。该套件的关键参数为:输入电压195至265 Vac,直流总线电压最大值735 Vdc,输出电压200至450 Vdc,输出电流0至40 A,最高频率fs 400 kHz。 图2:安森美半导体的三相11 kW OBC 套件 |
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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)威廉希尔官方网站 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威廉希尔官方网站 、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,隔离威廉希尔官方网站 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。 |
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