国产650V/20A碳化硅二极管性能不输国际大厂,适合导入6.6kW车载充电机(OBC)

2023-01-31 绿能芯创公众号
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一.何谓车载充电机

车载充电机 (On-Board Charger, OBC) 是固定安装在新能源汽车上的充电机,输入交流电,输出直流电(进行交直流变换),直接给动力电池充电,实现新能源汽车动力电池的安全自动充电。


由于车载充电机的市场需求与电动汽车的销量密不可分,因此,在估算SiC功率器件在车载充电机市场的需求之前,需要先估算国内电动汽车的销量。根据乘联会官网公布的国内电动汽车销量数据,对2022年到2025年的国内电动汽车的销量进行预测,结果显示2025年国内电动汽车的销量预计超过一千万辆。

目前电动汽车市场上仍然以400V的电压平台为主,单向车载充电机的市场占有率超过70%。对于车载充电机而言,单相车载充电机受交流电进线电流限制,最大功率只能到6.6kW。在市场需求的驱动下,2022年-2025年SiC功率器件在国内电动汽车的车载充电机中的普及率会逐年增长。以国内电动汽车的销量作为车载充电机数据预测的考量,综合SiC功率器件在国内电动汽车中的普及率,预测出2022年-2025年在车载充电机行业中SiC功率器件的市场规模。

二.在OBC中导入碳化硅的好处

OBC作为新能源汽车的核心部件之一,其效率、功率密度等参数对新能源汽车充电时间和续航里程具有一定影响。在保证系统可靠性和稳定性的前提下,更高的功率密度对减轻整车重量、提升整车续航里程具有积极推动作用,更高的效率对于缩短充电时间具有积极意义。


使用传统硅基功率半导体作为核心功率器件的OBC在效率和功率密度上已经达到瓶颈,继续使用硅基半导体已无法较大幅度提升OBC的效率和功率密度。而碳化硅功率器件具有高频高效的特点,在OBC上使用碳化硅功率器件对于提升OBC的效率和功率密度有较大帮助。

首先是成本,采用碳化硅器件可减少DC/DC模块中大量的栅极驱动和磁性元件,因此,尽管碳化硅基功率器件的成本比单个硅基二极管和功率晶体管的成本更高,但碳化硅方案的OBC可节约20%左右的成本。


其次是体积,采用碳化硅技术车载双向OBC体积可减小20%以上,节省了汽车空间,整车系统更容易实现多合一小型集成化。最后是效率,采用碳化硅方案的双向OBC比普通的双向OBC效率高2%-3%,碳化硅系统在3kW/L的功率密度下可实现97%的峰值系统效率,而硅车载充电机仅可在2kW/L的功率密度下实现95%的效率。

目前已有国内车企如比亚迪、一汽等在车载充电机上导入碳化硅器件,导入碳化硅器件的OBC在成本上、在体积上均各自可节省约20%、减小20%以上。在效率方面上,则提高了2%~3%。


三. 应用实测

绿能芯创GT1A6D065W2与国际大厂B公司、国际大厂C公司同参数的产品进行对比,如下表所示,在参数调教方面比较均衡,特别是IFSM和Rth(j-c)参数大幅优于国际大厂,特别适合对浪涌电流有要求的行业,同时较小的Rth(j-c)值在大电流高功率段会有更明显的效率优势,同时可满足OBC、服务器电源、UPS、特种电源等不同应用场景的需求。

实测结果更加直观,三家厂商的器件产品在1000W到6000W功率段有不同的表现。但其差距较小,整机的峰值效率出现在50%负载处,绿能芯创为95.25%,国际B公司为95.15%,国际C公司为95.20%,GT1A6D065W2皆略优于国际B/C公司。

目前绿能芯创自有晶圆厂,可保证长期稳定的供货,同时产品已通过RoHS、REACH、HF等认证,车规级AEC-Q101将于2022年10月底完成,IATF16949将于2023年4月份完成。


四、选型建议
1. GT1A6D065W2 (碳化硅二极管650V/20A TO-247-3);GT1A5D065W2 (碳化硅二极管650V/16A TO-247-3)。

2. 根据车载充电机规格的变化趋势,也有其他型号可供选择:绿能芯创650V/10A ~ 40A 碳化硅二极管系列产品。

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本文由Jessica_li转载自绿能芯创公众号,原文标题为:650V 20A 碳化硅二极管在6.6kW车载充电机上的应用,本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的,且明确注明来源,不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。

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描述- 深圳市虹美功率半导体有限公司是国内功率半导体器件领先的设计与销售企业,专业从事各种功率半导体器件的设计、生产和销售。虹美功率半导体自公司成立以来,飞速发展,产品已涵盖了MOS管(低压沟槽MOS/中压大电流沟槽MOS/超结沟槽MOS/高压超结MOS/高压平面MOS)、IGBT单管、Sic 二极管、GaN FET等诸多种类上百个型号。

型号- HM2N60F,HM2N60I,HM4822B,HM20P02D,HM8N02MR,HM3N40R,HM3205,HMS60N10DA,HMS150N04D,HM2N60K,HM3207,HM9435B,HM2N20PR,HM80N06KA,HM90N04D,HM17N10K,HMG40N65FT,HM150N03D,HM50N15D,HM3N40PR,HM75N07K,HMS150N06D,HM4606D,HM2N20MR,HM3710K,HM4310,HM90N07K,HM3401PR,HMS5N90R2,HMS40N65T,HM90N06K,HM20P02Q,HM4302,HM12P04Q,HMS20N70,HMS35N06D,HMS45P06D,HMS35N06Q,HMC6N65Q,HM06N15MR,HM4826A,HM12P06K,HM50N10K,HMS20N80,HMS60N06D,HMS10N15D,HMS15N65F,HM2N65K,HMG40N65AT,HMS60N06Q,HM40N10A,HM20N03K,HM2N65R,HM9N50K,HMS10N50,HM4490B,HM4030D,HMS3N65R,HM18P10K,HM150N03K,HM10N65F,HMS3N65K,HM4828A,HM4354,HM4110,HM3800D,HMS60N08D,HM7002KDM,HM7002KDW,HM4805A,HM25N50F,HM90N02D,HM25N50A,HM3801D,HMS3N65F,HMS150N03D,HM4402A,HM2305PR,HM4402B,HM4620D,HM6N70,HM4886A,HM4402D,HM3N80I,HMS10N50K,HM3N80K,HMS10N50F,HM12N60,HMS5N70R2,HM3N80F,HM12N65,HM5N65K,HM80N04K,HM10N06Q,HM5N65F,HM25SDN03Q,HM80N03A,HM6604D,HM4887B,HM1404B,HM1404C,HMS3N70R2,HM1404D,HM40N15KA,HM3205D,HM3205B,HM4N60I,HMS4444A,HM80N03K,HM2310DR,HMS4444B,HM4N60R,HM4622A,HMS20N80T,HM40N15K,HM4888B,HM4622D,HM3N100F,HM3205K,BSS138SR,HM3N100D,HM8N100A,HM07DP10D,HM3400B,HM3400C,HM3400D,HM3400E,HM3DN10D,HMS20N80D,HM8N100F,HMS20N80F,HM18SDN04D,HM4953,HM20DN04Q,HMS3205,HM3P10MR,HM6N10PR,HM32N20,HM15P06Q,HM1N60R,HM830,HM55N03D,HM20DN04D,HM3401C,HM3401D,HM3401E,HM1N60K,HM30DN02D,HM3401B,HMS17N65,HM3207B,HM6803D,HM3207T,HMS17N65F,HMS25N65F,HM4N65K,HMS17N65D,HM4N65F,HMS8N70,HMS8N65,HM4N65R,HM2310,HM840,HM3401,HM3400,HMS25N65T,HM2301DR,HMS15N80D,HM3407,HM2318,HM2319,HMS5N65K,HM5N20R,HM2309APR,HMS5N65F,HM2319D,HM16N50F,HMS5N65R,HMS80N10D,HM10N70,HMS80N10A,HM20P04Q,HMS135N04D,HM4963,HM2301,HM2300,HM9N90F,HM2302,HM2305,HM9N90A,HM10N65,HM4953B,HM2318D,HM3N120F,HM10N60,HM3N120A,HM3422,HMS135N03D,HM6804D,HM8N60,HM4821A,HMS3205K,HM4409A,HM4402CE,HM70N80B,HM8N65,HM70N80A,HMS3205D,HM2301BKR,HM3414,HM100N06D,HM01N100PR,HMS11N70K,HM603K,HM30P10,HMS11N70Q,HM85N02K,HM2818D,HM640,HMS11N70F,HMS18N80F,HM2907,HM20N50F,HM30SDN02D,HM8205,HM2819D,HM40N20,HM06DP10Q,HM20N06KA,HM1607,HM250N03,BSS138KR,BSS123DM,HM605K,HM4N70,HMS21N65D,HM8N20K,HM6604DB,HMS21N65F,HM8N20A,HMS21N65T,HM4421B,HM4421C,HM100N06,HM4421A,HM100N03,HM100N02,HM4N60,HM4N65,HMS85P06,HM4468T,HM15N25,HM30N10,HM3808,HM607K,HM18N50F,HMS4354,HM30N04Q,HM30P55,HM12N20D,HM2301BSR,HM2N15PR,HM18N50A,HM13N25A,HM4421F,HM45N02Q,HM4421D,HM60N75K,HM2P15R,HMS80N06D,HM5N60I,HM5N60K,HM25P15K,HM25P15D,HM30N04D,HM4640D,HMS80N10KA,HM4884A,HM609K,HM30N02Q,HMS5N90K,HM85P02K,HMS5N90F,HM70P03K,HMS5N90R,HM13N50,HM20N50A,HM40DN04K,HM30N03K,HM100N03K,HM1404,HM3207BD,HM2301KR,HM100N03D,HM45N02D,HM4885A,HM100P03,HM4884Q,HM30N02D,HM30N02K,HM100N02K,HM5N06APR,HM20N06,HM70N75,HM4260,HM5P15D,HMS20N65D8,HM45P02D,HM60N20,HMS10N80,HM2810D,HMN9N65Q,HM4P10D,HM50N06KA,HM70N80,HM4485,HMN9N65D,HM4484,HM70N88,HM4489,HM25N60A,HM4P10R,HM4487,HM30P02K,HM7N80F,HM730F,HM2N10B,HM2N10C,HMS3N70,HM50N08,HM3N150,BSS84,HM10N60F,HMS50N06K,HMC8N65Q,BSS138DM,HM4485A,HM45N06D,HM40P04,HM4030,HM4264,HM6604BWKR,HMS4030D,HM15N25K,HM4486A,HM2DP10D,HM4110T,HM4P15Q,HM50N20,HM4P10PR,BSS138DW,HM4485E,HM100P03K,HM4485C,HM4485B,HMS65N03Q,HM840F,HM4487B,HM4487A,HMS3N65,HM1N60PR,HM2N60,HM15N02Q,HM2310PR,HM7002KR,HMS5N65R2,HM08SDN10Q,HM8820E,HM4488B,HM10N80F,HM3N50PR,HMS1N65S,HM35P03KA,HM10N80A,HM45P02Q,HM30P03Q,HM8N65K,HMS50N03Q,HM20N06IA,HM8N65F,HMS8N70F,HM3401DR,HM4440A,HMS8N70K,HM45P03K,HM9N20K,HM3400KR,HM4616D,HM5P55R,HM16N65F,BSS84DM,HM4616A,HM10N10Q,HM4412,HMS40N10KA,BSS84DW,HM10N10K,HM4615Q,HMS3N70K,HM75N06KA,HMS3N70F,HM3636K,HM4885,HM4884,HM50N03K,HM60P06K,HM4889,HMS3N70R,HM4887,HM4404,HM4409,HM4407,HM4616Q,HM2302F,HM2302D,HM60P06,HM2302E,HM2302B,HM80N15,HM4618A,HM3N30R,HM4618D,HMS190N04D,HM35P03D,HM35P03K,HM4435,HM4438,HM50P35DE,HM10DP06D,HMS15N70F,HM4437,HM5N15Q,HM2N50R,HM2301E,HM4N10D,HM40N20D,HM2301C,HM2301D,HM2301B,HM7002K,HM40N10KA,HMS18N10Q,HMS200N03D,HM6602,HM4618Q,HMS18N10D,HM6604,HM70N75D,HM120N04,HM2300B,HM120N03,HMS5N80,HM110N03D,HMS5N70,HM35N03D,HM4453,HM4450,HM8205D,HM80N70,HM3N30PR,HM10SDN06D,HM5P55PR,HM25N65A,HM3N100,HM100P35KE,HMS5N90,HM4441,HM20N15K,HM10SDN06Q,HM4443,HM1P10MR,HM4449,HM4447,HM20N15D,HM4260A,HM60N06,HM60N05,HM60N08,HMS40N10D,HMS15N50F,HM60N02,HM60N04,HMS65N65T,HM60N03,HMS80N85D,HMS125N10D,HM4240,HMS21N65,HM4480,HM50P06,HMS21N70,HM50P03,HM50P02,HM9926,HMS15N50K,HM2N65PR,HM6P15K,HM35N03Q,HM02P30R,HM0565MR,HM8205A,HM6400,HM2318APR,HMS5N65,HM6401,HM3N120,HM6408,HMS40N10A,HM6409,HM75N80,HM10DN06D,HM13P10K,HMS10DN08Q,HM10DN06Q,HM25N06D,HM60N03D,HM6N10R,HM13N30,HM2302BKR,HM4812,HM4813,HM60N03K,HMS4438,HMS85N08K,HM2302KR,HM100N20T,HM70P04K,HM2N50PR,HMS16N70,HM150N03,HM60N04K,HM3710,HM4805,HM4803,HM7N60,HM18N40F,HMS5N70F,HM3N70I,HM18N40A,HM3N70K,HM18DP03Q,HMS5N70K,HM4830,HM18DP03D,HM60N05K,HM45P03,HMS5N70R,HM180N02D,HM3N10PR,HM180N02K,HM25N03Q,HM10P10Q,HM2300DR,HM4853C,HM10P10D,HM40N04K,HMS21N70F,HM4853A,HM4611D,HM4853B,HM2309C,HM40N04D,HM2309A,HM2309B,HM25N03D,HMS21N70A,HM60N06K,HMS100N04D,HMG20N65,HM4821,HM4826,HM7N80,HMS6N10PR,BSS123,HM4830A,HM10N15D,HM9N20,HM4611Q,HMS60N10D,HM25P15,HM4853,HM4611,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