安森美半导体车载充电器的完整解决方案

随着电动汽车的销售量攀升，车载充电器(On Board Charger, OBC)的市场需求也随之提升，吸引厂商投入车载充电器的开发，成为当前最热门的产品应用。 ? 本文将为您介绍车载充电器的发展概况，以及安森美半导体(ON Semiconductor)所推出的相关解决方案。OBC为电动汽车提供源源不绝的动力电动汽车已经成为民众购车时的重要选项，主要考虑到电动汽车本身不排放污染大气的有害气体，加上由于电力可以从多种一次性能源获得，如煤、核能、水力等，解除人们对石油资源日见枯竭的担心。 ? 不过，电动汽车的单趟行驶距离、充电桩的数量、充电速度等问题，仍是让许多购车者对电动汽车举足不前的原因。 ? 想要解除电动汽车购买者的忧虑，首先便得从改善充电设备来着手。插电式混合动力／电动汽车（xEV）必须采用高压电池子系统来进行外部充电，其中一些内置于车辆本身（车载充电器，简称OBC），而其他则置于外部，并可以通过有线连接（固定充电器）或通过无线能量传输（无线充电器）来进行集成。插电式混合动力汽车（PHEV）则直接配备有OBC，来负责为电池充电。这些充电器直接内置于PHEV本身，因此必须高效且轻巧。它们具有各种功率级别，直接与电池充电时间相对应。充电器的功率水平与交流电源输入（120 VAC、240 VAC、三相等）的可用功率成正比。最流行的OBC功率水平为3.3 kW、6.6 kW、11kW和22KW，每个都对应于不同的通用AC功率水平。由于OBC完全是高压系统，因此最常用的半导体器件是IGBT、超结MOSFET和SiC半导体。 ? 典型的充电器包括许多级联级，包括输入整流、功率因数校正、DC-DC转换、隔离、输出整流和输出滤波。完整解决方案满足OBC多样需求在OBC的设计上，需要用到多种器件，包括碳化硅(SiC)MOSFET、门驱动器、IGBT、MOSFET模块、IPM、控制器等。在电源解决方案在业界居于领导地位的安森美半导体，便推出相对应的产品来满足OBC应用的需求。在此推荐两款适用于大功率OBC的碳化硅(SiC)MOSFET，分别是支持N通道、1200 V、80 mΩ，采用TO247?3L封装的NVHL080N120SC1，以及支持N通道、1200 V、20 mΩ，采用D2PAK?7L封装的NVBG020N120SC1。这两款碳化硅（SiC）MOSFET均使用了全新技术，能够提供卓越的开关性能，且比硅具有更高的可靠性。另外，低导通电阻和紧凑的芯片尺寸，可确保低电容和低门极电荷。 ? 因此，系统将拥有最高效率、更快的运行频率、提高了功率密度、降低了EMI，以及减小了系统尺寸等优点。NVHL080N120SC1NVHL080N120SC1支持额定1200V，在Vgs为20V、Id为20A时，最大RDS(on)为110mΩ，典型的RDS(on)则仅有80mΩ，具有高速开关和低电容，通过100%的UIL测试，符合AEC-Q101的汽车标准，为无铅且符合RoHS要求的器件。NVBG020N120SC1支持额定1200V，在Vgs为20V、Id为60A时，最大RDS(on)为28mΩ，具备高速开关和低电容，通过100% UIL测试，器件符合RoHS要求，并符合AEC-Q101的汽车标准，为汽车级器件，可应用于电动汽车／插电式混合动力汽车用的DC/DC转换器与汽车逆变器。此外，安森美半导体还有一系列的产品适用于OBC应用，包括用于汽车SiC MOSFET的驱动器，支持低侧、单6A高速开关的门驱动器－NCV51705，以及具有内部电流隔离，支持隔离式大电流、高效率IGBT栅极驱动器－NCV57001，还有FAN3224TU_F085低侧栅极驱动器，可支持双通道4A高速开关。安森美半导体可以提供丰富的优化成本IGBT方案用在OBC领域，650V FS4的高速版本系列比如D2PAK封装AFGB30/40T65SQDN，以及TO247-3L 插件封装AFGHL40/50/75T65SQD，同时还可提供AFGHL50T65SQDC 集成了50A FS4 IGBT及20A SiC Diode的混合型器件，均适用于OBC应用。MOSFET模块则有 ?FAM65CR51DZ2，可用于多相和半无桥PFC的功率集成模块(PIM)升压转换器级，以及FAM65HR51DS可用于LLC和相移DC-DC转换器的功率集成模块(PIM)MOSFET SJ H桥。FAM65V05DF1安森美半导体还有推出FAM65V05DF1智能功率模块(IPM)，可支持IGBT逆变器650V、50A。 ? 在控制器方面，则有NCV3843BV电流模式PWM控制器、NCV1362汽车类初级侧PWM控制器，用于低功耗离线SMPS，以及NCV1060/63用于低功耗离线SMPS的汽车高压开关。结语安森美半导体是电源解决方案的领导者之一，针对OBC应用推出了多样化、完整的产品线，可针对不同的规格与需求，提供相关的器件与解决方案。目前正是电动汽车市场起飞的阶段，相关的应用需求也正在快速攀升，相信您绝对不想错过这个抢占商机的大好机会。