瞻芯电子提出新能源汽车恒流预充固态继电器方案，体积大幅降低70%以上，性能优异，成本更低

时间： 2023-11-20 来源：瞻芯电子公众号

技术问答

在新能源汽车领域，低压的继电器和保险已逐步被电力电子器件取代，机械电子化成为发展趋势。因为电子器件取代机械继电器，不仅大大提高了寿命，没有开关噪音，同时也降低了体积、重量和成本。本文将介绍一款瞻芯电子开发的新型固态预充继电器方案。

为何需要预充继电器电路？

在新能源汽车中，高压电池包与主逆变器相连，但两者的瞬时功率、电压和频率不同，因此主逆变器需要并联母线电容，起到缓冲和过滤作用。

在整车上电工作前，要先闭合电池包与后级电容之间的主继电器，若上电之前母线电容没有预充电，则继电器前后的电压差太大，那么在电路闭合瞬间，相当于电池短路而产生瞬间大电流，会导致继电器过热，导致继电器触头粘连，甚至引发安全事故。

因此主继电器必须并联一个预充电电路，为母线电容充电，来减小上电瞬间的冲击电流，也保护电池、主继电器、电容。

新型固态预充解决方案

瞻芯电子提出了一种新颖的高压预充方案，采用恒流控制的buck电路，可将后级母线电容快速充到电池电压。该方案采用碳化硅（SiC）MOSFET和碳化硅（SiC）SBD组成恒流充电回路，整个预充过程电流恒定，既降低了对于功率器件的要求，同时也大大提高了预充速度，而且不需要电阻，即可让后级电容充到母线电压。电气回路示意图如下：

如下是控制回路示意图，与传统继电器控制类似，只需要一组信号，同时提供驱动供电和控制信号，可以高频控制。而且，还能通过调整功率器件来增加或减小预充电流，满足不同的系统要求，充电效率高。

核心元件：

IV1Q12160T4：1200V 160mΩ SiC MOSFET

IV1D12010T2：1200V 10A SiC SBD

固态预充电时间测试

测试条件1：400V输入，2000μF电容；

充电时间：从0V到400V花费时间123ms；

测试条件2：600V输入，2000μF电容；

充电时间：从0V到600V花费时间167ms；

固态预充方案与传统方案对比

对比固态预充方案，传统预充方案（机械式的继电器+电阻）有诸多的缺陷，比如：体积大、响应开关慢、充电慢，由于采用RC充电时间问题，母线电容无法完全充到电池电压，所以对于主继电器还是有损伤的。

瞻芯电子固态预充方案在800V平台新能源汽车上，不仅性能优异，还能做到更低的系统成本，下表为800V平台上两种方案的对比：

瞻芯电子固态预充解决方案，对比传统预充方案，体积大幅降低70%以上，外形尺寸如下：

尺寸：长40mm 宽35mm 高20mm

低压PIN间距：5.08mm，高压PIN间距：10mm

小结与展望

瞻芯电子的固态预充方案因其诸多优点，得到了多个Teir1厂家的积极响应，不过电子方案若要大范围取代机械方案，还需建立和完善相关测试标准及行业规范。

总体上，机械电子化是很有前景和想象力的发展趋势，不仅可以用于新能源汽车，还可用于其它具有高压电池包的产品，如UPS、储能等。未来随着碳化硅（SiC）的普及和降本，我们希望未来采用碳化硅（SiC）MOSFET的方案可以替代主继电器。

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瞻芯电子SiC MOSFET选型表

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产品型号	品类	Qualification	VDS（V）	RDS(ON) （mΩ）	ID（TC=25°C）（A）	VTH（ TJ =25°C）（V）	VTH（ TJ =175°C）（V）	Qg（nC）	Operating Junction Temperature（°C）	Package
IV2Q06025T4Z	SiC MOSFET	汽车级	650V	25mΩ	99A	2.8V	2.0V	125.0nC	-55°C to 175°C	TO247-4

选型表 - 瞻芯电子立即选型

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型号- IV2Q12040BD,IV1B12009HA2L,IV1D12030BD,IV2Q07014T4Z,IV1Q12050D7Z,IVST12017MA1L,IV2Q12100BD,IV1Q12017T4ZG,IV1Q12160T4Z,IVST12080DA1L,IVCR2405DR,IV2Q12040T4Z,IV1D06020BD,IVCR1412SR,IV2Q12013T6Z,IV2Q06060BD,IV1Q12080T3Z,IV2Q171R0BD,IVCO1A01DQR,IV1Q12750T3,IV2Q12030D7Z,IV1D12015BD,IV2Q07014BA,IV2Q07014BD,IV2Q12160T4Z,IV1D06006F5,IVCO1A01DR,IV1B12013HA1L,IVSM12040HA2Z,IVSM07060HA2Z,IV2Q12200T4Z,IV2Q06060L1,IV1D06010O2,IVCO1A02DWR,IV1Q12030BDG,IV1Q12080T4Z,IV1Q12750BD,IV2Q171R0T3,IVCC1102DR,IV1Q06060BDG,IV2Q12040K1Z,IV1D06020T2,IV3D12060U3,IV1Q12050T3,IV1D12020T2,IV1Q12080BD,IV1Q12050T4,IVST12050SA1L,IVCR2504DR,IV1Q12017BDG,IV1D06006BD,IV1D06004O2,IV1D12020T3,IV1Q06060D7G,IV2Q12160BD,IVCR2402DR,IV2Q12160D7Z,IV2Q06040BD,IV2Q12017BD,IV1D12040U3Z,IVCR1801ASR,IVCO1A02DWQR,IV2B12003HA2L,IV1D06020U3Z,IV1Q06040T4Z,IV2Q12017BA,IV3D12030U3,IV1Q06060T4ZG,IV2Q12013BD,IV2Q12013BA,IV1D12010O2,IVCC1102F4AR,IVCO1412DDWQR,IVST12040DA1L,IV1D06010T2,IVCR1401DR,IV1Q12080T3,IV1D12020BD,IV1D12040U3,IV1D06004P3,IV1Q12080T4,IV3D12015T2,IV2Q12080D7Z,IVCR2404MPQR,IV2Q06025BD,IVTM12080TA1Z,IV2Q06040L1,IV2Q17020T4Z,IV2Q20045BD,IV3B20023BA2,IV3D12030T2,IV2D12002BD,IVCO1A02DQR,IV1D12005BD,IVCC1104F4AR,IV2Q06025T4Z,IV2Q06040T4Z,IV2Q06060O3Z,IV1Q06060T4G,IV1D12040T2,IV2Q12100D7Z,IV2Q171R0D7Z,IV2Q06025L1,IVST12050MA1L,IVST12160DA1L,IVCR2403DR,IV1Q06040BD,IV1Q12160T3,IV1Q12160T4,IV1B12025HC1L,IV1Q12017BAG,IV2Q12200D7Z,IV2Q20045T4,IV2D12020T2,IV2Q12200BD,IV2Q06060T4Z,IV2Q12030T4Z,IV2Q12040D7Z,IV2D12020BD,IV1D12040BD,IV6212004HA2,IV1Q06060T3G,IVCR1407ASR,IV1Q12050BD,IV1Q12017T4G,IV1D12010T2,VSM12080HA2Z,IVCR1402DPQR,IV1D06004F5,IV2B12006HA1L,IVCO1411DDWQR,IV1Q06040T4,IV1Q06040T3,IV1D06010BD,IV1Q12160BD,IV1Q12750O3,IV1Q06040L1,IV1Q12160D7Z,IVCC1104DR,IV2Q12080BD,IV2Q175S0BD,IV2Q06025D7Z,IV6212004HB2,IVSM06025HA2Z,IVST12017SA1L,IV1D12030U3,IV1D20020T2,IV1D06004BD,IV1D06006O2,IV2D12020D2Z,IV2Q06040D7Z,IV2Q12017T4Z,IVCR2404DR,IV2Q06060D7Z,IVCO1A01DWR,IV1Q12030T4G,IV2Q17020BD,IV3D12020T2,IV1D12010BD,IV2D12002P2,IV2Q12030BD,IVST12120DA1L,IV2Q12080T4Z,IV1D06020U3,IVCO1A01DWQR,IV1D12030T2,IVHD122M1TA2Z,IVCO1A02DR,IV1D06006P3,IV1Q12050T4Z,IVCR2404MPR,IV1D12010P2Z,IV2Q12100T4Z,IVCR1401DPR,IV1Q06060L1G,IV2Q12080K1Z,IV1Q12080D7Z,IV2Q171S0BD,IV1D20020BD,IV1D12015T2,IV2D12002O2,IVSM12160HA2Z,IV1D12005O2,IV2Q171S0S1

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型号- YJD2065100NCTGHQ,YJD106520BQG2,YJD212060B7GH,YJD206560B7GH,YJD212060NCTGH,YJD106520FQG2Q,YJD2065200BGH,MB480U065F2,YJD212040T2GH,YJD112020NCTQG2,YJD2120160NCFG1Q,YJD106508PQG2,YJD2120120NCTGHQ,YJD112002DG1,YJD2120120BGH,YJD217045NCFGH,MB60DU12ST,MB80DU12ST,YJD212080NCFG1,YJD206560NCTGH,YJD2120120NCTGH,YJD2120240NCFGH,YJD2120120NCFGHQ,YJD21701K0B7GH,YJD106520DQG2Q,YJD212030NCFGHQ,YJD106506BQG2,YJD212060T2GH,YJD106520PQG2,YJD212040NCTG2,YJD112020BXGG2,YJD212040NCTG1,YJD106502DQG3,MB60DU12STN,YJD21701K0NCTGH,YJD106504PG1,YJD112015PGG2,YJD212040T2GHQ,YJD212030NCTGH,YJD106520NCTQG2,YJD212030T2GH,YJD106540NCTQG2,YJD106510BQG2,YJD106510PQG2Q,YJD112010BQG2,YJD206525NCTGHQ,YJD106502PQG3,YJD106508BQG2,YJD2120240NCTGHQ,YJD212040NCTGH,YJD106510PQG2,MC16UZ12STN,YJD112040NGG2,YJD206550NCFGHQ,YJD106504DG1,YJD212040NCTGHQ,YJD212080NCTGHQ,YJD206560NCFGHQ,YJD106520DQG2,YJD106550BQG3,YJD212080NCFG1Q,YJD112040NCTG1,YJD2120120B7GH,YJD2120160NCFG1,YJD112005PG1,YJD112030NGG2,YJD2065200NCFGH,YJD112030NGG3,YJD2065100NCTGH,YJD112015NG1,YJD212030T2GHQ,YJD106520NCTQG2Q,YJD2120240BGHQ,YJD212080NCFGH,YJD212040NCFGHQ,YJD206520NCTGH,YJD206550NCFGH,YJD2065100B7GHQ,YJD206525NCFGH,YJD206530NCTG1,YJD2120240B7GHQ,YJD212080NCFGHQ,YJD112002PG1,YJD112005DG1,YJD2120240NCTGH,YJD2065100NCFGHQ,YJD206550B7GH,YJD2120120B7GHQ,YJD206560NCTGHQ,YJD206530NCTG1Q,YJD2065200B7GH,YJD112020BGG2,MB120DU12FJ,YJD206525T2GHQ,YJD112015NGG2,YJD106506PQG2,YJD206520NCTGHQ,YJD112030NCTG1,YJD206560NCFG1,YJD112010DQG2,YJD106508DQG2,YJD206530NCFG1Q,YJD212040NCTG1Q,YJD206560NCFG1Q,YJD206560NCFGH,YJD217045NCTGH,YJD112010NQG2,YJD212080NCTG1Q,YJD2120240B7GH,YJD106520PQG2Q,YJD212040NCFG2Q,MB120DU12ST,YJD2120120BGHQ,YJD106520FQG2,YJD2065100B7GH,YJD212080B7G1Q,YJD212060NCFGH,YJD2120240NCFGHQ,YJD212080T2GHQ,YJD212060B7GHQ,YJD112030NCTGG2,YJD112040NCTGG2,YJD112040NCTGG1,YJD212040NCFG2,YJD21701K0NCFGH,YJD106520NQG2Q,YJD212040NCFG1Q,YJD2120120NCFGH,YJD206560B7GHQ,YJD212030NCFGH,YJD106510FQG2,YJD112010FQG2,MB60DU12FJ,YJD206520NCFGHQ,YJD206525T2GH,YJD206550NCTGHQ,MB80DU12FJ,YJD206560NCTG1Q,YJD106506FQG2,MB200DU12FJ,YJD212040NCFG1,YJD112040NQG2,YJD212060T2GHQ,YJD106520BQG2Q,YJD2120240BGH,YJD206550B7GHQ,YJD112010PQG2,YJD212060NCTGHQ,MB480U12F2,YJD2120160NCTG1Q,YJD106510DQG2Q,YJD212080B7GH,YJD212080B7GHQ,YJD212030NCTGHQ,YJD206525NCTGH,YJD112030NG1,YJD106510FQG2Q,YJD212040NCFGH,YJD212080B7G1,YJD2065100NCFGH,YJD112030NQG2,MB200DU12ST,YJD2065200NCTGH,YJD2120160NCTG1,MB180DU065FJ,YJD106508FQG2,YJD212080T2GH,YJD21701K0BGH,YJD106510BQG2Q,YJD212040NCTG2Q,YJD212060NCFGHQ,MB180DU12FJ,YJD212080NCTG1,YJD112005FG1,YJD206525NCFGHQ,YJD112010BXQG2,YJD106520NQG2,YJD212080NCTGH,YJD206550NCTGH,YJD206560NCTG1,YJD106550NQG3,YJD206520NCFGH,YJD206530NCFG1,YJD106506DQG2,YJD112020NGG2,YJD106510DQG2

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中电国基南方（CETC）SiC电力电子器件选型指南

描述- 中电国基南方是国内最早从事SiC电力电子器件研发和生产的企业。在SiC为代表的第三代功率半导体领域承担了国家科技重大专项、“863”、“973”、国家重点研发计划等超过80项国家级课题；申请发明专利超过200多项，其中PCT10项，已授权67项。产品系列电压覆盖650V-6500V，电流覆盖2A-150A，产品性能和可靠性满足多种应用需求，已广泛应用于新能源汽车及充电设备、轨道交通、新能源发电、电网传输、家用电子设备等领域。

型号- WS4A020120A,WS4A050065D,WMH075M120A1A,WS4A050065B,WS4A020120B-V,WS4A020120B,WS4A020120D,WS4A040120K,WMIT075M120B1A,WS4A040120D,WM2HA020065Y,WS4A040120B,WMT075M120B1A,WMH020M065A1A,WS4A030065D,WS4A020120J,WS4A040120B-V,WS4A020120K,WS4A030065J,WS4A025170B,WS4A025170D,WS4A030065B,WM2A030065L,WM2A030065K,WS4A030065K,WS4A050170B-V,WMD075M120B1A,WM2HV020170L,WS4A006065F,WM2HV020170K,WS4A006065E,WS4A004065A0,WS4A006065B,WS4A006065A,WS4A010065E,WS4A015065J,WS4A010065F,WS4A010065A,WS4A015065F,WS4A010065B,WM2A080170N,WM2A080170L,WM2A080170K,WM2HV140120N,WM2HV140120L,WM2HV040065L,WM2HV040065K,WM2HA040120N,WM2HA040120L,WM2HA040120K,WM2A060065N,WM2A060065K,WM2HV040065N,WM2A060065L,WS4A050170B,WM2A060065Y,WM2HA030120N,WM2HA030120K,WS4A050170D,WM2HA030120L,WM2HA020120K,WM2HV140120K,WS4A005120E,WM2HA020120L,WM2A040120L,WM2HV020120N,WM2HA020120N,WM2HV020120K,WM2HV020120L,WM2A040120K,WS4A010065J,WS4A015120J,WS4A015120D,WM2V080170K,WS4A050065B-V,WS4A005120A,WS4A005120B,WMH016M120A1A,WM2V080170L,WM2HA040065N,WM2V080170N,WM2HA040065L,WM2HA040065K,WS4A020065A,WS4A020065D,WS4A020065B,WM2HV030120K,WS4A020065B-V,WM2HA040065Y,WS4A020065F,WS4A015120A,WM2V040120L,WM2V040120K,WS4A015120B,WMH060M120A1A,WM2HA011075K,WM2HA011075L,WM2HA04006Y,WM2HV030120N,WS4A060120D,WS4A020065K,WM2HV030120L,WS4A020065J,WM2HA024200LP,WS4A060120K,WM2V040170L,WM2V040170N,WS4A025170B-V,WM2V040170K,WMH080M170A1A,WS4A030120K,WS4A030120B-V,WM2HV060120L,WM2HV060120K,WM2HV060120N,WMIT040M120B1A,WM2HV011075L,WM2HV011075K,WS4A200120T,WMT040M120B1A,WM2HA240120N,WS4A010120E,WS4A004065F0,WS4A010120D,WS4A010120B,WS4A010120A,WM2A050330L,WM2HA240120E,WS4A008065B,WM2HV040120L,WS4A060065K,WS4A008065A,WMD040M120B1A,WS4A008065F,WS4A008065E,WM2HA140120L,WSXAXXXXXX0,WM2HA140120K,WM2HA140120N,WS4A050120D,WS4A050120B,WMH040M120A1A,WM2HV016120L,WM2HV016120K,WM2HA020170L,WS4A010120J,WM2HA020170K,WS4A040065K,WS4A050120B-V,WMH060M075A1A,WS4A015065A,WS4A015065B,WM1A650170N,WM1A650170K,WM2A075120K,WM2A075120L,WM2A075120N,WM2V020065N,WM2V020065K,WM2V020065L,WS4A004065B0,WS4A004065E0,WMXAXXXXXX0,WM2V075120N,WM2HA060120K,WM2V075120K,WM2HA060120L,WM2V075120L,WM1A080120K1,WM2HA060120N,WM2HV075120L,WM2HA020065K,WS4A030065B-V,WM2HA020065L,WM2A040170K,WM2A040170L,WM2A040170N,WM2HA016120L,WM2HA016120K,WM2HA020065N,WM2HA016120T,WM2A060090N,WMH020M120A1A,WM2A060090K,WM1A080120L1,WM2A060090L,WM2A100200LP,WM1A01K170K,WS4A030120D,WM2A050200LP,WM2A020065L,WM2A020065K,WM2A020065N,WM1A01K170N,WS4A030120B

选型指南 - 中电国基南方 - 2024/7/30 PDF 中文下载

爱仕特1200V 12mΩ SiC MOSFET已量产并批量出货，兼具超低导通和超快开关特性

爱仕特自主研发的15V驱动的1200V 12mΩ SiC MOSFET和1700V 25mΩ SiC MOSFET芯片已量产并开始批量出货给国内客户，填补了国内该系列产品研发及应用的空白，引领国内SiC功率器件技术跻身国际领先水平。

厂牌及品类发布时间 : 2022-12-05

上海瞻芯电子科技有限公司介绍

型号- IV1D12020T2,IV1Q12050T3,IV1Q12050T4,IV1D12010BC,IV1D12030U2,IV1D12030U3,IV6212200HA1,IV1D12020T3,IVCR2401DP,IV1Q120080T3,IV1Q06050T4,IVCR2404D,IV1Q12160T3,IV1Q12160T4,IV1D12010O2,IV1Q06050T3,IV1B12100HA1,IV1D12020U2,IVCR1401DP,IVCR2401,IV1Q12080T3,IV1D12040U3,IVCR1401D,IV1D12010T2,IV1Q12080T4,IVCR1801S,IVCR1407S,IVCR2405D,IVCR2403D,IVCR2401D,IV1D12015T2,IVCR1401,IV1D12005O2

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瞻芯电子七周年庆：创新驱动，碳化硅（SiC）技术改变未来

2024年7月17日，瞻芯电子迎来了成立7年周年的重要时刻。在过去的一年里，瞻芯电子顺利完成了股份改制，转型为股份有限公司，持续提升经营管理能力。公司还荣获了国家级专精特新“小巨人”企业等多项荣誉，彰显了其在行业内的卓越地位。同时，瞻芯电子在浙江义乌的碳化硅（SiC）晶圆厂的运营管理水平得到显著提升，通过了严格的IATF16949汽车质量管理认证，晶圆产线良率不断提高，流片周期进一步缩短。

厂牌及品类发布时间 : 2024-07-24