大聯大推出基于意法半導體產品的7 KW車載充電器(OBC)解決方案

2024年4月23日，致力于亞太地區市場的領先半導體元器件分銷商---大聯大控股宣布其旗下友尚推出基于意法半導體（ST）STDES-7KWOBC開發板的7KW車載充電機方案。

圖示1-大聯大友尚基于ST產品的7KW車載充電機方案的展示板圖

隨著環保意識的日益增強和新能源汽車技術的飛速發展，電動汽車（EV）的普及率逐年攀升，已成為汽車產業發展的重要方向。其中，車載充電機（OBC）作為電動汽車充電系統的核心部件，其性能與效率直接關系到電動汽車的充電體驗與使用便捷性。為簡化車載充電機設計，大聯大友尚基于STDES-7KWOBC開發板推出7KW車載充電機方案，可以通過家用交流電源插頭或公共交流充電站為電動汽車充電。

該方案嵌入單相帶SiC的交錯圖騰柱PFC和雙電氣隔離全橋LLC DC-DC ZVS諧振轉換器，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進行控制。STDES-7KWOBC交錯圖騰柱PFC的開關頻率70KHz，具有電感電流平衡控制功能。而雙DC-DC LLC諧振轉換器在80KHz至310KHz的范圍內，具有輸出電流平衡控制功能，這些功能能夠確保并聯級的電流平衡。

此方案的電源平臺是一個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，支持強制空氣或液體冷卻方式。每個分系統模塊之間的設計允許通過導線輕松實現母線連接，從而簡化了設計流程。此外，方案還采用了SiC MOS/Diode，這使得系統能夠實現高輸出功率和更高的功率密度。

圖示3-大聯大友尚基于ST產品的7KW車載充電機方案的方塊圖

借助SiC和SJ功率MOSFET、硅和SiC二極管、柵極驅動器、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，方案的每個模組都可以通過導線或匯流排實現輕松互聯，這不僅可以簡化連接過程，而且有助于達到更高的輸出功率。

▌核心技術優勢

匯流排互聯；

車規級MCU控制；

總峰效率大于94%；

短路、過載、過熱保護；

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定，以確保充電過程的正常進行。

▌方案規格

前端PFC級采用2通道交錯圖騰柱拓撲結構，工作頻率為70KHz；

數字浪涌電流控制；

DC-DC級采用FB LLC諧振拓撲結構，諧振頻率為140KHz；

恒流恒壓模式；

基于SPC58NN84E7單片機的控制級；

12V輸入電源電壓與輸出電壓GND（高壓電池）電氣隔離；

匯流排互聯的可能性；

功率因數校正階段：

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

? 輸入：85V至265V交流，45Hz至65Hz；

? 數字浪涌電流限制器；

? 最大輸入電流：32A有效值；

? 開關頻率：70KHz；

? 連續導通模式（CCM）下的平均電流模式控制；

? PID或2p2z 2x獨立電流環路穩壓器；

? PID或2p2pz穩壓器；

? SPC58NN84E7單片機控制器。

DC-DC級：

? 主要產品：STB47N60DM6AG功率場效電晶體、STPSC20065GY-TR輸出二極體、A6387柵極驅動器；

? 輸出電壓：250V至450V直流；

? 開關頻率：92KHZ至250KHz，啟動頻率為350KHz；

? 兩個獨立的電流環路（CC）；

? 一個電壓環路加電流平衡（CV）；

? PID調節器；

? SPC58NN84E7單片機控制器。

符合RoHs標準。

審核編輯：劉清