电动、混动轿车可通过直流充电桩或一般的沟通电源插座对其高压电池子体系进行充电，车载充电器(OBC)是沟通充电的中心体系。安森美半导体作为轿车功用电子化的首领之一，为电动轿车OBC和直流充电桩供给碳化硅(SiC) MOSFET、超级结MOSFET、IGBT和轿车功率模块(APM)等广泛的产品阵型甚至完好的体系计划，以专知和经历支撑规划人员优化功能，加速开发周期。本文将首要介绍针对干流功率等级的高能效OBC计划。
典型的OBC体系架构和功率等级
1个典型的OBC由多个级联级组成，包含功率因数校对(PFC)、DC-DC转化器、次级整流、辅佐电源、操控及驱动电路。
图1：典型的OBC体系架构
OBC具有多种功率等级，功率等级越高，充电时刻就越短。车厂有必要依据整车要求界说恰当的OBC功率等级。这些OBC需求大功率的沟通电源，依据OBC的规划，由单相或三相电源供电。最盛行的OBC功率等级是3.3kW、6.6kW、11kW和22kW；每一个对应于不同的常见沟通功率等级，如表1所示。安森美半导体可供给单相3.3 kW、6.6 kW和三相11 kW OBC计划。
| 功率等级 | 沟通电源 | 装备 |
| 3.3 kW | 单相120 V / 30 A | 1个3.3 kW转化器 |
| 6.6 kW | 单相240 V / 30 A | 1个6.6 kW转化器 |
| 11 kW | 三相440 V / 15 A | 3个3.3 kW转化器 |
| 22 kW | 三相440 V / 30 A | 3个3.3 kW转化器 |
三相11 kW 车载充电器渠道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渠道，选用契合AEC-Q101的 SiC功率器材和驱动器，包含1200 V、80mΩ NVHL080N120SC1高功能SiC MOSFET、6 A SiC MOSFET门极驱动器NCV51705和650 V、30 A SiC二极管 FFSB3065B-F085，体系能效超越95%。该套件选用模块化办法，装备用户友爱的图形用户接口(GUI)，然后简化和加速评价。LLC体系由嵌入式软件以电压或电流操控形式驱动。该渠道展现SiC器材用于OBC可供给的高能效、高功率密度、小占位优势，也可作为开发3相PFC-LLC拓扑体系的学习环境。该套件的要害参数为：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
6.6 kW OBC参阅规划
该6.6 kW OBC参阅规划选用三通道交织式PFC-LLC以取得高能效和高功率密度，并削减电流纹波，总线电压可依据输出电压调理以优化能效。输入电压90至264 Vac，输出电流0至16 A，典型能效94%。要害器材包含超级结MOSFET NVHL040N65S3F、NTPF082N65S3F，650 V、30 A SiC二极管FFSP3065A、PFC操控器FAN9673、LLC操控器FAN7688等。
高能效的IGBT应对电动轿车车载充电的重要趋势：双向充电
在电动轿车电池和建筑物或电网之间进行双向充电(V2X)将成为电动轿车车载充电的重要趋势。双向充电应考虑充放电能效，以保证转化时不糟蹋能量，需求图腾柱无桥PFC，此刻，反向康复功能至关重要。集成外部SiC二极管的IGBT比MOSFET计划供给更高能效，因为没有相关的正向或反向康复损耗。如图3是双向充电的电路图，关于K3和K4，需求快速开关、低饱满压降Vcesat、低正向电压Vf的器材。安森美半导体供给广大的契合AEC车规的IGBT系列，包含650 V/750 V/ 950 V 第4代沟槽场截止IGBT和1200 V超高速沟槽场截止IGBT，具有更低的损耗和更高的功率密度，以及集成SiC二极管的混合IGBT计划AFGHL50T65SQDC。
图3：双向充电电路图
SiC计划下降损耗
SiC比硅计划下降开关损耗和导通损耗，供给新的功能水平。安森美半导体投入宽禁带的开发近10年，是少量一起具有硅、SiC和氮化镓(GaN)技能的供货商，针对车载充电使用，供给轿车级650 V SiC二极管(包含6 A到50 A)、1200 V SiC二极管(包含10 A 到40 A)、1200 V SiC MOSFET (包含20 到80mΩ)。这些SiC二极管最高结温175℃，具有高浪涌电流才能，正温系数，易于并联，无反向康复损耗，契合AEC-Q101和出产件同意程序(PPAP)。这些SiC MOSFET最高结温175℃，供给高速开关和低电容，100%经无钳位理性负载(UIL)测验，契合AEC-Q101和出产件同意程序(PPAP)。
超级结MOSFET：比平面硅计划功能更好，比SiC计划更具本钱优势
安森美半导体具有10年轿车超级结MOSFET经历，最新的第三代超级结MOSFET供给抢先职业的能效和功能，现有的超级结MOSFET分立器材可供给KGD裸芯，并于2018年推出APM模块。
超级结MOSFET有快速版别(FAST Version)、易驱动版别(Easy Drive Version)和快康复版别(FRFET Version)。快速版别首要针对工业级使用。易驱动版别因为内置门极电阻Rg和优化电容，下降电压尖峰和电磁搅扰(EMI)。快康复版别具有同类最佳的体二极管。
APM模块
APM模块可用于OBC的PFC、LLC转化、整流等各个功率级，削减器材数，减缩尺度和分量，进步功率密度，并下降总体系本钱。如安森美半导体2018年推出的APM16，高度集成的紧凑规划，具有集成一切硅和SiC技能、全桥或半桥拓扑的灵活性，热阻抗低，契合AQG324、IEC60664-1、IEC60950-1等规范。
门极驱动
安森美半导体供给大驱动电流的驱动器提高体系能效，阻隔技能安全、牢靠、经认证，不发生EMI也不受体系发生的EMI影响，强固的共模瞬态按捺可反抗高压和大功率开关使用中呈现的体系电压瞬变。如16引脚阻隔门极驱动器NCV57000 大电流单通道IGBT驱动器，内置伽伐尼安全阻隔规划，在要求高牢靠性的电源使用中供给高能效作业，具有米勒渠道电压下的大电流，伽伐尼阻隔额定值大于5 kVrms，满意UL 1577的要求，作业电压高于1200 V，其它特性包含软关断以按捺尖峰电压、可编程推迟去饱满（DESAT）维护，传输推迟典型值66 ns、短路时IGBT门极钳位等。
总结
车载充电商场跟着电动轿车电动动力总成需求的增加而增加。安森美半导体除了供给广泛的超级结MOSFET、IGBT、门极驱动，还针对V2X等趋势和功率等级及占位面积等应战推出集成SiC的混合IGBT、SiC MOSFET、APM模块，使用于车载充电的PFC、DC-DC、整流、辅佐电源、驱动等各个功率级，进步能效、功能、功率密度，减小损耗和占位空间，一起活跃扩展现有产品阵型，推出用于3.3kW、6.6kW、11kW等干流功率等级的OBC开发套件，协助加速规划和评价，其最新推出的三相11 kW 车载充电器渠道SEC-3PH-11-OBC-EVB选用SiC技能，能效水平超越95%，功率密度高，可执行的数字操控和可用的GUI保证无忧的发动和用户友爱的体会，还可作为开发3相PFC-LLC拓扑体系的学习环境。
