【应用】国产超结功率MOSFET AKS65N410WMF助力20KW充电模块全桥LLC设计,RDson最大41mΩ
随着汽车工业的快速发展,电动汽车越来越受人们欢迎,随着油价的多次上调,越来越多的人开始放弃燃油车选择购买电动车,而充电桩作为电动汽车产业的新基建,受到国家的重视,符合碳中和的理念。新能源汽车因此快速发展,带来充电的需求,为了满足电动汽车的快速充电,充电桩内部的直流充电模块在其中有着不可替代的作用。
一般充电桩充电模块主要包括两部分前级PFC+后级DCDC的架构,DCDC部分大多采用全桥LLC电路拓扑其中大功率器件一直进口器件为主,由于全球疫情以及其他因素导致功率器件交期和价格不是很理想,国产化的需求越来越多,本文重点介绍国产瑶芯微超结功率MOSFET AKS65N410WMF助力20KW充电模块全桥LLC设计,最高效率可达96.5%。
以30KW充电桩为例,输入三相380VAC经过VIENNA整流后变成610V~840V直流,经过LLC变换器后输出200V~700V直流电压。由上可见,LLC全桥变换器MOSFET正常承受电压在420V左右,为了降低MOSFET的关断尖峰电压,LLC变换器通常采用三电平变换器来替代一路LLC谐振电路,如图2所示。
如下图1所示,本文重点介绍以20KW充电模块为例输入三相380VAC经过VIENNA整流后变成610V~840V直流,经过后级DCDC部分的三相交错式LLC变换器后输出200V~700V直流电压。因此后级LLC全桥变换器MOS管承受耐压是450V左右,为了保证MOS管的VDS两端关断时的电压尖峰小,一般会采用三电平的拓扑来做;如下图1主要由3个LLC谐振DC-DC转换器构成,分别以120°相位差运行。可减少输出纹波电流,但是该方案相比其他方案控制会比较复杂,采用交错式LLC的优势就是可减少输出纹波电流,全负载范围内实现ZVS软开关,效率高,低的EMI电磁干扰等特点。
图1 三相交错式LLC拓扑结构图
本文重点介绍国产瑶芯微超级结MOS管AKS65N410WMF,助力20KW充电模块设计,RDson最大41mΩ。如图1所示,充电模块的后级DCDC采用三相交错式LLC,MOS管承受耐压是450V左右,而AKS65N410WMF的漏源电压可达650V,连续导通电流可达62A,导通电阻最大41mΩ(VGS=10V,ID=33.1A),适合应用在直流充电桩LLC功率单元中。
图2 AKS65N410WMF封装和管脚定义图
综上所述,国产瑶芯微1200V SJ MOS应用在充电桩充电模块后级DCDC全桥LLC电路具有以下几点优势:
1、集电极-发射极电压最大650V,针对三电平结构,主管具有足够的耐压余量;
2、100℃下的持续电流39A,满足过载,短路等工况设计需求,具有足够的电流余量;
3、采用Muilt Epi工艺,降低了器件的导通电阻和栅电荷,降低损耗并提高系统效率,改善其静态和动态特性,EMI性能更优;
5、国产器件,随着疫情等大环境影响,国产品牌在价格和交期上相对进口器件有更大的优势,以及更快速的技术支持服务。
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瑶芯微超级结MOSFET选型表
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产品型号
|
品类
|
Status
|
Package
|
VDS(V)
|
Vgs(V)
|
ID(A)
|
Vth(V)
|
Rds-on(mΩ) Typ@10V
|
Rds-on(mΩ) Max@10V
|
CISS_Typ(pF)
|
COSS_Typ(pF)
|
CRSS_Typ(pF)
|
QG(nC)
|
AKS60N300WMF
|
超级结MOSFET
|
MP
|
TO-247
|
600
|
30
|
80
|
3.5
|
25
|
30
|
7699
|
3091
|
2.1
|
200.8
|
选型表 - 瑶芯微 立即选型
电子商城
现货市场
服务
可根据用户的MOSFET管进行参数检测出具报告,静态参数最大电压:7500V、检测最大电流6000A;动态参数最大电压:3300V、检测最大电流:4500A。该测试标准满足GB、IEC及行业标准等,具备可靠性评估及老化实验能力。
实验室地址: 西安 提交需求>
可定制波导隔离器频率覆盖5.5GHz~110GHz,插损损低至0.25dB、隔离度、正向方向功率、封装尺寸参数。
最小起订量: 1pcs 提交需求>
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