引言

 

全球能源短缺和大氣汙染問題日益嚴峻
，汽車產業綠色低碳發展已成為降低全社會碳排放、增強國家競爭力的有效手段。作為領先的功率半導體廠商之一，羅姆一直致力於技術創新
，研發各種高效、高品質的功率器件，為大功率智能充電站提供安全可靠的解決方案，在支持綠色出行的同時助力全麵低碳社會的可持續發展。

 

縮短充電時間的高輸出挑戰

對dui電dian動dong汽qi車che車che主zhu來lai說shuo，縮suo短duan充chong電dian時shi間jian是shi非fei常chang重zhong要yao的de訴su求qiu，而er大da功gong率lv充chong電dian是shi其qi中zhong關guan鍵jian的de支zhi撐cheng技ji術shu。提ti升sheng續xu航hang距ju離li需xu要yao増増加jia電dian池chi容rong量liang，為wei縮suo短duan充chong電dian時shi間jian，需xu要yao高gao輸shu出chu能neng力li的de充chong電dian樁zhuang，如ru360kW的充電樁要搭載9個40kW的電源模塊。在電路拓撲方麵
，單向充電樁使用三相Vienna整流LLC電路。基於純電動車對電網
、家庭供電的需求，雙向充電樁也趨於使用三相B6-PFC+雙有源橋電路。

 

wulunnayizhongchongdianzhuang，kehudouzaiyirujiwangdizhongshigaopinzhidetongshi
，suizheshuchugonglvdetigaoerzhuiqiugaoxiaohuahereguanli。duici
，luomuyigonglvqijianweizhongxintigonggezhongjiejuefangan

，manzugezhongkehuxuqiu。genjushiyongqijiandebutong，luomutigongliangleichongdianzhuangjiejuefangan。yishitanhuaguiqijianjiejuefangan，shiyongyuzhuiqiugaoxiao
、小型化的大功率充電樁。二是矽器件解決方案

，包括相對於碳化矽器件來說性價比較好的超級結MOS和IGBT。

 

·針對單向充電樁：麵向大功率Vienna PFC+LLC電路拓撲的方案

Vienna整流＋LLC構成了充電樁的基本電路。如果考慮設備成本，羅姆推薦使用矽器件、FRD（快恢複二極管）方案；如果需要高功率密度和高效率，則推薦使用碳化矽 MOS/SBD方案。

PFC部分更適合使用碳化矽器件
，理由有二：其一

，高溫時導通電阻增加較少


，能實現高效率，同時可抑製發熱，使用更小的散熱板；qier，tanhuaguiqijiandehuifusunhaofeichangxiao，kaiguansunhaojiaoxiao，nenggoutigaogongzuopinlv

，youzhuyushuruxianquandexiaoxinghua。zuoweiguiqijianjiejuefangan，yekeyishiyongjuyougaosukaiguandeluomuSJ-MOSFET“R65xKN係列”以及IGBT“RGW係列”。

 

Vienna PFC拓撲推薦器件

 

其次，對於LLC部分
，羅姆通過高耐壓1200V 碳化矽MOS來削減部件個數。通過將1200V 碳化矽MOS應用於LLC部分，可以將Stack型的LLC電路變更為下述Single型。具備高耐壓
、高速開關特點的碳化矽器件給Single LLC帶來以下優點：

・ 減少功率器件數量，節省空間，簡化電路，降低故障率
；

・ 減少控製元件數量，簡化驅動電路
，減少MCU使用數、減少端口數。

 

碳化矽MOS可以實現Single LLC的優勢

 

・針對雙向充電樁：麵向三相B6-PFC電路拓撲的解決方案

羅姆針對雙向充電樁的三相B6-PFC拓撲的方案使用1200V 碳化矽MOS，它具有以下優點：

・ 受高溫影響小

・ 高速恢複性能有助於可實現輸入線圈
、絕緣變壓器的小型化

・ 抑製偏共振時的破壞風險

 

20kW以下使用1200V開關元器件，例如高效率的碳化矽MOSFET “SCT3xxxKx（1200V/17-95A）”或標準IGBT “RGSxxTSX2”。在20kW以上的應用中，可以選擇全碳化矽功率模塊“BSMxxxD1xPxCxxx/Exxx/Gxxx（1200-1700V/80-600A/Half-Bridge）BSMxxxD1xPxCxxx/Exxx/Gxxx（1200-1700V/80-600A/Half-Bridge）”
，實現雙有源橋諧振變換器（絕緣雙向DC-DC）。

 

 

三相B6-PFC+雙有源橋電路拓撲推薦器件

 

・針對充電樁二次電源係統的解決方案

針對充電樁係統中的二次部分（控製器，驅動部分），羅姆也有非常多的產品可供選擇，其中在電源方麵

，有電源樹形式的提案，從HV-DCDC到DCDC或LDO。

 

 

電源樹形式的提案

 

2021年5月

，羅姆推出了高耐壓、大電流、內置MOSFET的降壓型DC/DC轉換器IC“BD9G500EFJ-LA”，既可實現小型高效
，又確保即使受到雷電等突發性浪湧電壓也不會損壞；同時以大電流支持更多的功能。

 

新產品是非隔離型DC/DC轉換器IC，采用BiCDMOS高耐壓工藝，可提供先進工業設備所需的電源功能。適用於48V電源係統，具有超高的80V耐壓
，安全工作範圍更寬
，與同等輸出電流的普通產品相比，耐壓提高了約20％。其足夠的餘量可以應對突發性浪湧電壓，有助於提高應用的可靠性。

 

此外，還實現了耐壓60V以上DC/DC轉換器IC中超高的5A最大輸出電流，有助於實現更多功能的小型化充電樁。另外，內置低損耗MOSFET可在2A至5A寬輸出電流範圍內實現高達85%的功率轉換效率，更加節能。

 

 

與普通產品相比，耐壓提高約20％

 

助客戶研發一臂之力

 

在客戶開發流程的各個階段
，羅姆提供全方位的應用支持，包括器件選型
、電路設計
、電路驗證

，到基板設計和實機驗證。羅姆還特別針對客戶在產品設計中比較花費工夫的3項技術提供重點支持：

 

·熱設計支持

 

通過包括印刷板在內的熱模擬
，可以在PCB發板之前驗證熱設計。如果發生熱問題，可以通過實測和模擬提出改進建議。

 

·EMC（噪音）設計支持

 

在構想、設計
、試製階段，由支持過眾多客戶、有豐富經驗的工程師進行分析
，支持客戶解決EMC問題。

 

·仿真技術支持

 

客戶可以利用羅姆官網上的仿真工具ROHM Solution Simulator簡單輕鬆地進行電路仿真和係統驗證。在接近實際環境的解決方案電路中，同時驗證碳化矽功率元器件和驅動IC，從而顯著縮短應用開發周期。

 

綠色，“充”向未來

 

作(zuo)為(wei)全(quan)球(qiu)功(gong)率(lv)半(ban)導(dao)體(ti)特(te)別(bie)是(shi)碳(tan)化(hua)矽(gui)技(ji)術(shu)創(chuang)新(xin)的(de)領(ling)導(dao)者(zhe)之(zhi)一(yi)，羅(luo)姆(mu)持(chi)續(xu)提(ti)供(gong)安(an)全(quan)可(ke)靠(kao)的(de)功(gong)率(lv)半(ban)導(dao)體(ti)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)，來(lai)滿(man)足(zu)各(ge)種(zhong)場(chang)景(jing)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)充(chong)電(dian)需(xu)求(qiu)。未(wei)來(lai)，羅(luo)姆(mu)將(jiang)積(ji)極(ji)推(tui)動(dong)技(ji)術(shu)創(chuang)新(xin)，為(wei)構(gou)建(jian)綠(lv)色(se)
、智能、安全的充電生態提供更多安全可靠的充電解決方案，助力全麵低碳社會的可持續發展。