上海贝岭直流充电桩电源模块功率器件解决方案：优化饱和压降和开关损耗，提升系统功率密度和效率
一、概述
随着新能源汽车的深度普及，用户对公共充电设施的便利性、安全性、智能化程度等方面均提出了更高要求。公共直流充电桩向着更大功率、更高功率密度、更智能化等方向快速演进，作为直流充电桩的核心部件，充电桩电源模块的功率等级和功率密度亦不断提升，从20kW/30kW逐步提高至40kW/50kW及以上，为用户提供更安全、快速的充电服务。
二、直流充电桩电源模块工作原理及拓扑结构
直流充电桩的系统结构如图1所示：包括电源模块、控制系统、用户界面、充电线缆等部件。其中电源模块的主要功能是实现电能转换，将电网侧的交流电转换为适合用户需求的直流电，确保稳定、高效地输出。
图1 直流充电桩系统组成框图
直流充电桩电源模块典型结构如图2所示：主要由两级结构组成，包括前级的AC/DC环节，实现功率因数校正，降低谐波，提升电能质量；后级的DC/DC环节，实现宽范围的直流电压输出，满足不同类型电池的充电需求。
图2 直流充电桩电源模块结构组成框图
三相维也纳PFC是直流充电桩电源模块中AC/DC变换器的常用拓扑，如图3所示。电路通过控制Sa、Sb、Sc的通断，来控制PFC电感的充放电。由于 PFC变换器的PF值接近1，可认为电感电流和输入电压同相，三相平衡，各相差120度。
三相PFC变换器每相包括一个双向开关，双向开关由共源极的开关管相连接，两个开关管共用一个驱动信号，不存在桥臂直通问题，无需设置死区时间，降低了控制和驱动的难度，具有工作效率高、器件电压应力低的优点。
图3 三相维也纳PFC拓扑结构
三、贝岭BLG80T65FDK7产品介绍
针对直流充电桩电源模块应用，上海贝岭推出80A/650V IGBT产品BLG80T65FDK7。80A/650V IGBT工艺平台采用第三代微沟槽多层场截止技术，优化了饱和压降和开关损耗，适用于50kHz及以上的高频应用，利于提升系统的功率密度和效率。其工艺特点如图4所示。
图4 BLG80T65FDK7-F工艺特点
BLG80T65FDK7合封全电流FRD，针对三相维也纳PFC电路的特点，通过优化合封二极管的VF值，降低二极管的通态损耗，提升变换器的工作效率。其实物图如图5所示。
图5 BLG80T65FDK7-F实物图
四、贝岭BLG80T65FDK7性能优势
1、饱和压降Vce(sat)
对三相维也纳PFC拓扑结构而言，功率器件的通态损耗是其总损耗中占比较大的一个损耗源，降低开关器件的通态损耗是提升变换器工作效率的一个有效手段。作为评估IGBT性能的一个重要指标， 在器件允许的工作温度范围内，BLG80T65FDK7拥有较低的饱和压降，可有效降低IGBT的通态损耗。其Vce(sat)-温度变化曲线如图6所示。
图6 Vce(sat)随温度变换曲线
2、开关损耗
为减小磁性元器件的体积，提升变换器的功率密度，三相维也纳PFC应用中IGBT的开关频率一般高于50kHz。BLG80T65FDK7在全电流范围内均具备较低的开关损耗，在高频应用场景中，具备更优异的性能。开关损耗对比如图7所示，与竞品相比，BLG80T65FDK7的Eon/Eoff/Etotal值分别下降了约6.7%/6.8%/6.8%。
图7 BLG80T65FDK7开关损耗值对比
3、反向恢复能力
Qrr体现了二极管的反向恢复能力。Qrr值低，峰值电流更低，尖峰持续时间更短，因而振铃/谐振减少，利于减少EMI，同时，可进一步提高效率。如图8所示，与竞品相比，BLG80T65FDK7的Qrr值下降了约18%。
图8 Qrr值对比
4、产品竞争力
基于直流充电桩电源模块的应用需求，BLG80T65FDK7综合考虑器件的各项参数，重点对IGBT的饱和压降、开关损耗及合封二极管的反向恢复能力和VF值进行优化。参数对比如图9所示，同比于竞品器件，重点参数具备优势，可以更好发挥器件性能，助力提升变换器的工作效率和系统的功率密度。
图9 BLG80T65FDK7参数对比雷达图
五、贝岭功率器件选型方案
上海贝岭功率器件产品线齐全，包含MOSFET、IGBT等系列产品，为直流充电桩电源模块设计提供助力，欢迎垂询！具体型号参考表1。
表1 功率器件选型列表
贝岭拥有完善的电源管理、信号链等系列产品可供选择，助力更完全、可靠的充电桩设计和应用。具体型号参考表2。
表2 充电桩芯片选型参考
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目录- 公司介绍 碳化硅场效应管/碳化硅肖基特二极管/场效应管 超结场效应管/IGBT单管/可控硅 二极管 静电保护器件/瞬态抑制二极管 三极管/电源IC 运算放大器/达林顿晶体管阵列/整流桥/霍尔传感器 光耦/石英晶体谐振器
型号- BTW69,MB10S,SL25T135FL,BTA26-1000,SL2306,SL2307,MB10F,SL2308,SMCJ440CA,SL2309,SL55X,SL40N60C,SL2310,SL2312,SL3400,SL54X,SL3402,SL3404,SL4614,RS1A,RS1M,SMF5.0CA,SS120F,SL13N50FS,MMBT4401,FMMT591,MMBT4403,SLESDL0603-24,LM317,2N5551,WE07DF-B,MMSZ5259B,SL2016384MXXX,S2MB,SL2301,SL2302,SL53X,SL2305,1SMB5921B,BTB20-600,SL322526MXXX,SL25N10,S2MF,SLESD8D36V,SL252025MXXX,SL201624MXXX,SLESD5Z5.0C,SL201616MXXX,2SK3018W,SL4949,SS52BF,2SB1261,SL10N65F,ZM4727,2SB1132,1SMA4777A,DB307S,SL1609SH,SL8N65F,SL05N06A,GBLC15CI,2SA812,SLESD8D15V,FMMT493,SMDJ170A,FMMT491,WE05DF-BS,2SC3357,SL78LXX,SL1609SL,SMF5.0A,US1AF,SL12020BT,MMBZ5221B,MMDL914,SL1609TH,SL05N06Z,RS2A,SL42764,SL1609TL,SL53N65CT,SS320BF,RS2M,SLESD5Z7V0,FMMT489,UMB10F,GBLC03CI,MM5Z2V0,MMBT5401,BT136-600,SS22,LMV321,SF1006DS,SL403,2N5401,SL6520B,SL12030BT,KBL4005,UMB1F,SMF58CA,SS32,SMBJ5.0,2SK3018,SMBJ170CA,KBL410,BTA60-1200,GBLC12CI,US2AB,SL322512MXXX,WE24DF-B,SS12,SL3N170AP,US2AF,SMF58A,SL503224MXXX,SL50T65FL,SL1619SH,SL322527MXXX,SL42744D,SL1619SL,SS210B,LM321,SLESDL0603-16,SL201632MXXX,GBU410,IRLML6401,BCP51,BCP53,BCP52,BCP55,BCP54,BZX84C43,BCP56,SL1619TH,SL2733,SL1619TL,SL52X,TL432,TL431,SS52,NUP2105LT1G,SL201625MXXX,SL49SM3579M20P-20,SL252026MXXX,BTA80-1200,SLESDL0603-05,BCP68,SLESD8D3V3,MMSZ5221B,TL431B,SL49SM26M20P-20,F1A,TL431A,DB207S,GBLC24CI,SS220F,2N7002E,BT136-800,F1M,SL85XXX,SL4822A,SL76N60CT,MC34063S,PC817,SL18N50F,SL2328A,BT137-600,MMBZ5262B,SM24C,SM36C,LMV358,RS3AB,SS310C,SS310B,DB107S,SM12C,DB301S,SL40T120FL,KBL610,SL40N65CF,SL80N65CTL,SL12005B,GBP4005,SL49SM25M20P-20,SL22N120A,SL002N02K,SLESD5Z24,MMDT2222A,US2MF,SL503225MXXX,US2MB,SL252024MXXX,SLESD3B5CM,SL05N10A,SL12P03S,C945,US2A,BFG520,SL252016MXXX,SL322532MXXX,SL2319A,SL40N65CT,SLESD5Z36,GBU6005,RS2AF,SL9013MXXXX,SS320F,US2M,SL73XX,ULN2803,SD20C,2SB1197K,SL4409N,ZMM2V0,SL12015B,SLESD5.0U035,US1A,SL10N120A,BTA08-600,SL0501,SL8205S,SL75T65FL1,US1M,SL80N120A,BAS316,2SD965A,S8550,SMBJ5.0C,S6AC,M1,BSS123,SL0601,LM2904,M7,SLPESD15VL1BA,LM2902,GBP3005,SL2309A,SLPESD0402M07,BT137-800,MM1Z39B,SLESD9B5.0ST5G,SLPESD0402M05,SMCJ440A,SMAJ5.0CA,SLPESD0402M03,GBU8005,BTA12-600,SLPESD2CAN,SM20C,RS5AB,SS520F,SL201630MXXX,MMDT3904,BSS138,BTA41-1600,FR101,MMDT3906,SL322525MXXX,SM4001PL,FR107,SMDJ5.0CA,BTA06-600,BZT52B51BS,SLPESD0402M18,SL17010BT,SL322530MXXX,SLPESD0402M16,WE12DF-B,SLPESD0402M12,SL15T65FL,MM5Z75,SMDJ5.0A,SL80N10,DB201S,SL54MXXXX,S1A,S5AC,SL12010B,S5AB,2SD1624,SL6206-XXMR,SMCJ5.0CA,S1M,B772,KBL6005,SMBJ170A,MMBT2222A,AMS1117-XX,SL75XX,DB101S,SL322524MXXX,GBP2005,S2A,BT138-600,2SC1815,SL10N10A,SLESD9B3.3S,SL4813A,S2M,SL002P02K,SL50N120A,SL9435A,SL4184,S10AC,SL80N65CT,1SMA4728A,RS5MB,BC857B,SLESD5Z15V,SL6508B,SL4264-2,ZMM200,MMDT2227,SL1625SL,SM08C,SL252030MXXX,SL20N10,GBU4005,SD03C,SD15C,SL1625SH,BC856B,BTA10-800,SL1625TL,SL306X,GBP210,BT169D,SL4284,SL4041,SL1625TH,SL1613SH,ABS2,BTA26-800,SS510B,ABS10,1N4001W,SS510C,SL6506B,S3AC,S3AB,KBP4005,2SC1623,2SC2712,SF1001DS,ES1JF,2SD1781,1SS226,BZT52B43,SL1613TL,SL305X,SS52F,SL1002B,BTA41-800,SD05C,SL4275,SL1613TH,SS52B,SS52C,S10MC,SS525,BT138-800,SLESD2401QC,2SD1898,BZT52C2V4S,SL2333A,SL100N03,DSK220,SL40N60CF,D882,ES2JF,GBP310,SL3N06,SL304X,SLM511,SL10P04S,SL49SM24M20P-20,BT139-600,1SS355,SL4N65F,S2AF,SL503212MXXX,SL3401S,1N4148W,S2AB,C1815,BTA04-600,ABS210,MMBT3904,ES2JB,KBP2005,MMBT3906,SL9945,MAC97A8,SL78XX,SL1623SL,ABS201,SL303X,MAC97A6,BAV99,SL17025BT,SLM501,SL2192,SLPESD0201M24,KBP210,BZT52B3V0BS,SL1623SH,RS1AF,BTA41-1200,SLESD5Z12V,MB1F,SL4407A,1SS181,BC848B,78MXX,SM15C,SS510BF,GBP410,SM03C,MB1S,SL-10XX,SL302X,LL4148,SLM611,SLPESD3V3L1BA,SLESD5Z2V5,SMAJ5.0A,MMBTA05,SL1623TH,MMBTA06,SL20T65FH,SL14N120A,SL1623TL,BT131-600,BC847B,SLPESD12VL1BA,2SC2873,DSK310,SL40T65FL,ES3JC,S8050,ES3JB,BAV70,MMBT2907,MCR100-8,BCX51,BSN20,MMBD4148,BCX53,SL301X,BCX52,BCX55,SLM601,SM18C,SLESD5B5CU,BCX54,SLM600,SL322516MXXX,BAV20W,BCX56,KBP310,SL7603PXXXX,SL2302M,SLESD8H5.0CT5G,IRF640,SL6800C,SL7N65CN,SD12C,SLESD8D5.0C,S9013,SD24C,S9014,S9015,BC846B,SL10N06A,S9012,BT139-800,SL7N65CF,KBP3005,SL7N65CD,MCR100-6,BZT52C2V4,SL7N65CI,SM05C,2N3904,SL3139,SS8550,SMAJ170CA,US1MF,BAV21W,SL8820,S9018,2N3906,SD36C,MM3Z75,BZT52C43S,BTB10-600,MMBTA55,SLW611,RS1MF,SL3134K,SS110,SS32BF,SL11N65CD,1N4007W,SL11N65CF,SL6512B,SL252012MXXX,SL8052A,SL1629SH,MM1W3V3,SL1629SL,KBP410,SL20162712MXXX,SLPESD5V0L1BA,SS22B,1N4148WS,SL60T65FL,1N4148WT,DSK32,SS22F,MMBTA56,SLW601,SM4007PL,MMBTA44,SL6540BT,MMBTA42,SL49SM6M20P-20,SL252040MXXX,SL36N120A,SL12040BT,SL201626MXXX,SL50N06D,SL1629TH,SL50328MXXX,SL827,BT151,BT152,SL1629TL,SL49SM8M20P-20,SL49SM27M20P-20,SL826,DSK22,SL11N65CQ,SL49SM12M20P-20,SL49SM16M20P-20,S6MC,SL49SM10M20P-20,2N7002,M1F,SLPESD0201M05,MMBT6517,SL322540MXXX,GBLC08CI,2SC5824,ES1K,2SC4617,GBU610,SL6510B,BZT52B2V4,SL12N65F,SL1605SH,ULN2001,SL1605SL,MM1W330,BSS84,BZX84C2V4,DSK12,MM3Z2V0,SL9193MXXXX,BAW56,SL21N65CF,ES1AF,SLPESD0201M03,SL25T120FL,BTA24-800,ULN2003,ES2A,SS12F,6N137,SL15N65CD,6N136,SL15N65CF,LM2575,6N135,LM2576,SMAJ170A,SMDJ170CA,SL851,SL252027MXXX,S5MB,SL1605TL,SL503216MXXX,
平伟实业国内率先推出PDFN5X6双面散热技术，加上CLIP（夹片）工艺，突破功率器件封装极限
平伟实业率先量产双面散热产品，兼顾底部和顶部散热，新的封装技术，把芯片性能发挥到了极致。平伟实业为功率器件散热提供了多种不同选择；为5x6封装和其他尺寸所设计的各种SMD封装技术组合，因此客户能够根据自身需求选择最合适的封装解决方案。
厂牌及品类 发布时间 : 2023-09-01
为什么说IGBT的诞生，使人类“驯服”了电！
IGBT（绝缘栅双极型晶体管）在新能源汽车行业中占据重要地位，结合了三极管和MOS管的优势。主要用作电流的高效开关，适用于大电压和大电流的操控。其优点包括高输入阻抗、低导通压降与高开关频率。IGBT被广泛运用于新能源汽车的驱动系统、充电桩以及轨道交通等领域。
技术探讨 发布时间 : 2024-09-13
阿基米德半导体IGBT功率模块/IGBT分立器件选型表
阿基米德半导体推出高性能MOSFET/IGBT、Hybrid/ SiC SBD/MOSFET功率模块、分立器件产品，涵盖650V~1700V电压等级，产品主要应用于新能源汽车/光伏/储能/充电桩/数据中心/电能质量等领域。
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产品型号
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品类
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VCE(V)
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IC(A)
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Package
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AMG200L12L1H3RB
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IGBT功率模块
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1200
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200
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ACL
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选型表 - 阿基米德半导体 立即选型
东海半导体授权世强硬创，代理IGBT单管/模块、SiC二极管/MOS
40A 1200V TRENCHSTOP IGBT采用先进的沟槽和场截止技术设计，不仅能提供优异的VCEsat和开关速度、低栅极电荷，还拥有卓越的开关速度，VCEsat中的正温度系数带来轻松并联的能力。
签约新闻 发布时间 : 2023-09-18
平伟实业参加2024先进热管理技术峰会，带来全新产品技术理念和新能源汽车新趋势、新发展的分享
平伟实业参加2024先进热管理技术峰会！本次峰会，平伟实业携众多的产品及汽车电子解决方案，于现场为观众带来全新的产品技术理念、新能源汽车的新趋势、新发展的分享和讲解。
厂牌及品类 发布时间 : 2024-09-12
电子商城
现货市场
服务
定制液冷板尺寸5mm*5mm~3m*1.8m，厚度2mm-100mm，单相液冷板散热能力最高300W/cm²。
最小起订量： 1片 提交需求>
提供全面表征产品器件耗电特征及功耗波形、快速瞬态效应、电源优化、表征和仿真测试服务，使用直流电源分析仪测量精度达50µV，8nA，波形发生器带宽100kHz，输出功率300W，示波器200kHz，512 kpts
实验室地址： 深圳/苏州 提交需求>
授权代理品牌：集成电路
授权代理品牌：分立元件
授权代理品牌：接插件及结构件
授权代理品牌：部件、组件及配件
授权代理品牌：电源及模块
授权代理品牌：电子材料
授权代理品牌：仪器仪表及测试配组件
授权代理品牌：电工工具及材料
授权代理品牌：机械电子元件
授权代理品牌：加工与定制
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