2024年4月23日，致力于亞太地區(qū)市場(chǎng)的領(lǐng)先半導(dǎo)體元器件分銷商---大聯(lián)大控股宣布其旗下友尚推出基于意法半導(dǎo)體（ST）STDES-7KWOBC開發(fā)板的7KW車載充電機(jī)方案。

圖示1-大聯(lián)大友尚基于ST產(chǎn)品的7KW車載充電機(jī)方案的展示板圖

隨著環(huán)保意識(shí)的日益增強(qiáng)和新能源汽車技術(shù)的飛速發(fā)展，電動(dòng)汽車（EV）的普及率逐年攀升，已成為汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。其中，車載充電機(jī)（OBC）作為電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)的核心部件，其性能與效率直接關(guān)系到電動(dòng)汽車的充電體驗(yàn)與使用便捷性。為簡(jiǎn)化車載充電機(jī)設(shè)計(jì)，大聯(lián)大友尚基于STDES-7KWOBC開發(fā)板推出7KW車載充電機(jī)方案，可以通過(guò)家用交流電源插頭或公共交流充電站為電動(dòng)汽車充電。

該方案嵌入單相帶SiC的交錯(cuò)圖騰柱PFC和雙電氣隔離全橋LLC DC-DC ZVS諧振轉(zhuǎn)換器，在PFC電路部分，方案采用了TN3050H-12GY-TR、STBR3012G2Y、SCTH35N65G2V-7AG和STGAP1AS器件。LLC電路部分，采用STB47N60DM6AG，STPSC20065GY-TR，A6387等元器件。在電路控制方面，PFC電路和LLC電路均采用SPC58NN84E7 MCU進(jìn)行控制。STDES-7KWOBC交錯(cuò)圖騰柱PFC的開關(guān)頻率70KHz，具有電感電流平衡控制功能。而雙DC-DC LLC諧振轉(zhuǎn)換器在80KHz至310KHz的范圍內(nèi)，具有輸出電流平衡控制功能，這些功能能夠確保并聯(lián)級(jí)的電流平衡。

此方案的電源平臺(tái)是一個(gè)7KW模組，能夠在輸出端提供恒流（CC）或恒壓（CV）。值得一提的是，鋁基板上的下層絕緣金屬基板（IMS）極大地提高了散熱效率，支持強(qiáng)制空氣或液體冷卻方式。每個(gè)分系統(tǒng)模塊之間的設(shè)計(jì)允許通過(guò)導(dǎo)線輕松實(shí)現(xiàn)母線連接，從而簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)流程。此外，方案還采用了SiC MOS/Diode，這使得系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)高輸出功率和更高的功率密度。

圖示3-大聯(lián)大友尚基于ST產(chǎn)品的7KW車載充電機(jī)方案的方塊圖

借助SiC和SJ功率MOSFET、硅和SiC二極管、柵極驅(qū)動(dòng)器、SPC58NN84E7微控制器以及用于浪涌電流限制的SCR晶閘管，方案能夠獲得高效率和高功率密度。不僅如此，方案的每個(gè)模組都可以通過(guò)導(dǎo)線或匯流排實(shí)現(xiàn)輕松互聯(lián)，這不僅可以簡(jiǎn)化連接過(guò)程，而且有助于達(dá)到更高的輸出功率。

▌核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)

匯流排互聯(lián)；

車規(guī)級(jí)MCU控制；

總峰效率大于94%；

短路、過(guò)載、過(guò)熱保護(hù)；

兼容于不同類型的電池，以及不同類型的輸入電源；

不同的電壓和電流條件下保持穩(wěn)定，以確保充電過(guò)程的正常進(jìn)行。

▌方案規(guī)格

前端PFC級(jí)采用2通道交錯(cuò)圖騰柱拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，工作頻率為70KHz；

數(shù)字浪涌電流控制；

DC-DC級(jí)采用FB LLC諧振拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，諧振頻率為140KHz；

恒流恒壓模式；

基于SPC58NN84E7單片機(jī)的控制級(jí)；

12V輸入電源電壓與輸出電壓GND（高壓電池）電氣隔離；

匯流排互聯(lián)的可能性；

功率因數(shù)校正階段：

? 主要產(chǎn)品：TN3050H-12GY-TR SCR、STBR3012G2Y旁路二極管、SCTH35N65G2V-7AG碳化硅功率場(chǎng)效電晶體；

? 輸入：85V至265V交流，45Hz至65Hz；

? 數(shù)字浪涌電流限制器；

? 最大輸入電流：32A有效值；

? 開關(guān)頻率：70KHz；

? 連續(xù)導(dǎo)通模式（CCM）下的平均電流模式控制；

? PID或2p2z 2x獨(dú)立電流環(huán)路穩(wěn)壓器；

? PID或2p2pz穩(wěn)壓器；

? SPC58NN84E7單片機(jī)控制器。

DC-DC級(jí)：

? 主要產(chǎn)品：STB47N60DM6AG功率場(chǎng)效電晶體、STPSC20065GY-TR輸出二極體、A6387柵極驅(qū)動(dòng)器；

? 輸出電壓：250V至450V直流；

? 開關(guān)頻率：92KHZ至250KHz，啟動(dòng)頻率為350KHz；

? 兩個(gè)獨(dú)立的電流環(huán)路（CC）；

? 一個(gè)電壓環(huán)路加電流平衡（CV）；

? PID調(diào)節(jié)器；

? SPC58NN84E7單片機(jī)控制器。

符合RoHs標(biāo)準(zhǔn)。

審核編輯：劉清