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  隨著全球電動(dòng)車市場(chǎng)的快速發(fā)展，越來越多車用半導(dǎo)體大廠紛紛投入開發(fā)相關(guān)的應(yīng)用，其中電動(dòng)車EV充電樁是不可或缺的周邊設(shè)備，就像燃油車需要加油站一樣，必須提高EV充電樁的布建密度才能因應(yīng)電動(dòng)車的發(fā)展。

  然而，EV充電樁的用電量動(dòng)輒高達(dá)數(shù)百KW，若沒有考慮到用電質(zhì)量及效率，勢(shì)必會(huì)造成另外一個(gè)電力供應(yīng)問題，本文將介紹安森美(onsemi)電動(dòng)車EV充電樁方案與實(shí)現(xiàn)800V直流快充的核心EliteSiC功率器件。

  一、800V 25kW直流快充模塊

  隨著當(dāng)今電動(dòng)車主電池電壓從 400V 增加到 800V，公共充電基礎(chǔ)設(shè)施也正在支援800V電動(dòng)車充電架構(gòu)，有助于車主們?cè)诠仿贸?，加快公共充電時(shí)間。直流充電站可以提供高達(dá)350 kW 的功率，并在15分鐘內(nèi)為電動(dòng)車充滿電。由于其快速充電能力，直流快速充電器是公共停車地點(diǎn)的理想選擇。另外，單臺(tái)壁掛式或落地式50kW直流快速充電器也能夠?yàn)槭袌?chǎng)上的所有電動(dòng)車充電，最大限度地利用購物中心/辦公樓/零售場(chǎng)所的停車位。

一個(gè)采用模塊化充電解決方案的350 KW充電站，可以在大型機(jī)柜中通過堆棧多個(gè)25kW模塊快速部署安裝。安森美為25kW交流/直流轉(zhuǎn)換器的功率級(jí)提供F2封裝的EliteSiC功率器件NXH004P120M3F2PTHG，它是一款4mΩ/1200V SiC MOSFET 2-PACK半橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及一個(gè)NTC熱敏電阻。通常前端功率級(jí)是一個(gè)雙向3相6開關(guān)PFC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，需要用到3個(gè)NXH004P120M3F2PTHG功率模塊;而后端功率級(jí)是一個(gè)雙向相移全橋DC/DC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，需要4個(gè)NXH004P120M3F2PTHG功率模塊。

  產(chǎn)品特色

  ? 4mΩ/ 1200 V M3S SiC MOSFET 半橋

  ? 直接覆銅基板(DBC)

  ? NTC熱敏電阻

  ?帶或不帶預(yù)涂熱界面材料(TIM)

  ?帶有可焊接引腳和壓接引腳的選項(xiàng)

  ?這些器件不含鉛、不含鹵化物且符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)

  內(nèi)部框圖

  設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)

  安森美推出了EliteSiC功率器件NXH004P120M3F2PTHG適用于交流/直流轉(zhuǎn)換器功率級(jí)。首先是4mΩ的低導(dǎo)通電阻實(shí)現(xiàn)較低的導(dǎo)通損耗，其次是兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)EON為1.77mJ、EOFF為1.18mJ實(shí)現(xiàn)更低的開關(guān)損耗。因此， EliteSiC功率器件可以在更高的開關(guān)頻率下工作，具有更高的轉(zhuǎn)換效率和更少的廢熱。整體表現(xiàn)是優(yōu)于傳統(tǒng)的IGBT/MOSFET模塊。

  功率模塊使用了直接覆銅基板(DBC)作為裸晶的承載體，結(jié)-殼熱阻RthJC已經(jīng)包含了絕緣層。可以在NXH004P120M3F2PTHG的規(guī)格書中找到RthJC和RthJH熱阻參數(shù)，分別是0.121℃/W和0.263℃/W。由于它的導(dǎo)熱能力更好，使得模塊可以在更高的功率下運(yùn)行。

  安森美的EliteSiC功率器件NXH004P120M3F2PTHG的最大工作接面溫度為175°C，需要外部控制和柵極驅(qū)動(dòng)器。該模塊整合一個(gè)5kΩ的NTC，用于測(cè)量模塊內(nèi)部裸晶的溫度，它對(duì)于散熱系統(tǒng)中的散熱片設(shè)計(jì)是非常重要的。NXH004P120M3F2PTHG提供更好的散熱表現(xiàn)，有助于電源設(shè)計(jì)者構(gòu)建更高功率密度的EV直流快速充電樁產(chǎn)品。