【应用】采用车规级SiC功率器件设计的高效6.6KW OBC方案

2020-04-16 世强
车规SiC MOS管,SiC 二极管,电压采样芯片,CAN隔离芯片 车规SiC MOS管,SiC 二极管,电压采样芯片,CAN隔离芯片 车规SiC MOS管,SiC 二极管,电压采样芯片,CAN隔离芯片 车规SiC MOS管,SiC 二极管,电压采样芯片,CAN隔离芯片

传统6.6 KW OBC采用Si功率器件来做设计,存在开关频率低,反向恢复时间慢及开关损耗大等问题,效率偏低。为解决上述问题,在主回路电源设计选用车规级SiC MOS管及SiC 二极管,能支持更高开关频率,实现更好开关特性及降低损耗,另外搭配双路的车规驱动芯片,高精度的车规电压采样芯片,高通信速率车规容隔离芯片,可以实现系统效率提升约1%,使6.6KW OBC更高效。


本方案系统框图如下:

                                             

基于PFC电路设计效率需求,需要高开关频率及响应特性好,损耗低的车规SiC MOS管ROHM 车规SiC MOS管SCT3030ALHR,可以支持200KHz的开关频率,Rds低至30mΩ,体二极管反向恢复时间快,典型值仅为26ns,可以降低管子损耗。


基于LLC电路设计效率需求,需要高开关频率及响应特性好,损耗低的车规SiC MOS管。ROHM车规SiC MOS管SCT3060ALHR,可以支持200KHz开关频率,Rds 60mΩ,体二极管反向恢复时间快,可以降低管子损耗。


基于主回路需求低压降,选择低反向恢复电流、低损耗的SiC二极管,可以实现系统效率提升。ROHM SiC二极管SCS230AE2HR,具有低正向压降1.35V和超低反向恢复电流300uA的优点,能有效降低二极管导通损耗与发热,提升系统效率。


为了实现SiC MOS管驱动可靠性及小体积化需求,SILICON LABS隔离驱动芯片SI8233BD-D-ISR具有5KV隔离电压,满足强弱侧电压隔离,原边信号互锁,防护上下桥SiC MOS管直通,提供了SiC MOS管驱动可靠性;集成两路驱动,上路驱动支持自举供电,利于小体积化设计。


为了实现对系统电压高精度控制及可靠性,需要高精度且带隔离的采样芯片。Silicon Labs的电压采样芯片SI8931D-IS4,具有5KV的隔离电压,满足系统强弱电的隔离,确保可靠性,0.1%的采样精度,利于系统的快速调节,实现系统电压高精度控制。


为了实现CAN通讯满足强弱侧控制隔离可靠性,支持快速响应及设计小体积化要求。Silicon Labs CAN隔离芯片SI8622EC-B-IS具有一正一反隔离功能,采用SOIC-8封装,实现CAN设计小型化;隔离电压3.75KV,实现CAN通讯强弱侧隔离可靠性;支持可达150Mbps通讯速率,满足系统快速响应要求。


采用车规级SiC功率器件设计的高效6.6KWOBC方案

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  • 用户_2354 Lv6 2020-04-23
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