高效率ANPFC和H桥IGBT模块助力大功率充电桩，降低故障率，提高寿命

时间： 2018-07-03 来源：世强

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随着越来越多的电动汽车充电桩出现在停车场、居民小区以及高速公路服务区，充电桩开始逐渐暴露出一些问题，比如室外充电桩容易损坏、单次充电时间比较长等问题，设计工程师必须及时关注、并给出有效的解决措施，才能满足客户的需求。

充电桩内部的充电模块通常是由功率器件、控制电路以及与BMS之间的通信组成，其中功率部分主要由PFC和DC-DC变换两部分组成。如图1所示：

图1：充电模块功率拓扑电路

PFC电路的功能是实现输入电流的功率因数校正，使输入电流与输入电压同相，减小无功电流。如图2给出了VINCOTECH最新推出的ANPFC整流模块，其中“A”代表先进，表明它是中点升压NPFC的改进型。如图2所示：

图2：ANPFC拓扑图

如图2所示，IGBT功率开关 T13和T14用于控制升压电流，它们是可以同步进行控制的。这两个IGBT采用共源极连接，仅需一个门极驱动和驱动电源即可。同时，ANPFC和SPFC的开关损耗和导通损耗都是一致的，但ANPFC节省了一路驱动电路，实现更低的设计成本。从最终测试可知，ANPFC拓扑的效率相比Vienna整流拓扑高15%，而Vienna拓扑是充电桩电源模块设计广泛采用的一个拓扑。如图3所示：

图3：四种PFC拓扑电路的效率对比

DC-DC转换电路可以提供电气隔离，并且将PFC整流后的电压调整为电池输入电压。在电池充电时，空电池初始以三相恒流充电，然后进入恒功率充电状态，最终进入恒压充电。LLC谐振转换器保持了即使在轻负载下也能进行ZVS开通的优势，因此在上述情况下效率较高。在该应用情况下，1200V耐压的IGBT通常不能实现如此高的开关频率，采用650V耐压的MOSFET或高频IGBT，充分利用PFC半母线电压，组成双H桥拓扑电路，就能实现，如图4所示：

图4：双H桥拓扑电路

该双H桥拓扑下可以采用高频IGBT取代常规的MOSFET，在效率基本一致的前提下，实现了更高的性价比，同时采用模块封装相比单管的封装形式，可以减小外界环境的干扰，降低故障率，提高寿命。

Vincotech IGBT功率模块相关型号推荐：

拓扑	型号	规格
ANPFC	10-FZ07ANA75SM-LE28L08	75A/650V
	10-FZ07ANA100SM-LE29L08	100A/650V
	10-FZ07ANA150SM-LE20L08	150A/650V
H桥	10-FZ074PA075SM-L625F08	75A/650V
H桥	10-FY074PA100SM-L583F08	100A/650V

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全部评论（1）

飞熊 Lv6. 高级专家 2018-11-13

很好，学习了

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产品型号	品类	SUB-TOPOLOGY	PRODUCT LINE	VOLTAGEIN（V）	CURRENTIN(A)	MAIN CHIP TECHNOLOGY	HOUSING FAMILY	HEIGHTIN（mm）	ISOLATION
V23990-K429-A40-PM	IGBT功率模块	CIB-KE-NTC	MiniSKiiP® PIM 3	1200	75	IGBT4	MiniSKiiP® 3	16	Al2O3

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产品型号	品类	产品状态	拓扑	电压(V)	电流(A)	模块高度 (mm)	晶圆工艺	封装
10-0B06PPA004RC-L022A09	SiC功率模块	Series production	PIM+PFC(CIP)	600V	4A	17mm	IGBT RC	flow 0B