【选型】用于充电桩产品的SiC MOSFET/SBD器件推荐，实现高效化和小型化

时间： 2020-01-18 来源：世强

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随着新能源汽车的日益普及，充电桩开始遍及人们日常生活的各个角落，由此对充电桩的充电效率和整体体积的要求越来越高，ROHM针对这一需求，推出新一代的SiC器件，在充电桩上的应用，可以提高整机的充电效率，减少原有的器件应用数量，减小充电桩体积。

目前市场上充电桩主流的原理拓扑图如图1所示，输入交流电经过整流PFC电路后，再LLC功率隔离转换电路，最后二次整流电路输出。初期电路多采用Coolmos加FRD的功率器件来做，为了提高充电桩的整体工作效率，以上三个电路中均可以采用SiC器件，工作频率得以提升，从而也提高了充电桩的充电工作效率。

图1 充电桩主流的原理拓扑示意图

如图2所示，是采用两种不同功率器件的电路拓扑对比图，左边是采用了Coolmos加FRD的功率器件，采用了8只门极隔离驱动芯片，8只650V的Coolmos和8只650V的FRD；而右边仅采用了4只门极隔离驱动芯片，4只1200V的SiC MOSFET和4只1200V的SiC-SBD或者FRD。可以看出，采用SiC功率器件，整体电路器件减少，同时由于采用SiC器件，工作的开关频率得以提高，其电路中的磁性器件体积也可以减小，总的来说，充电的整体体积可以减小。

图2 采用普通Si功率器件和SiC功率器件的充电桩电路拓扑对比图

针对充电桩的SiC器件需求，ROHM推出了新一代的SiC器件，如图3所示，是ROHM的SiC MOSFET和SiC-SBD器件产品选型示意图，其中SiC MOSFET涵盖了耐压650V/1200V/1700V，导通电阻17mΩ到1150mΩ，封装有TO-220AB、TO-247、TO-3PFM插件封装和TO-268贴片封装。SiC-SBD涵盖了耐压650V/1200V，电流从2A到40A，封装有TO-220ACP/FM、TO-247、TO-3PFM插件封装和TO-263贴片封装。

图3 ROHM SiC功率器件产品选型示意图

以目前市场主流的充电桩来说，多以15-20KW的充电模块并联构成，单个15-20KW的充电模块，其LLC一般推荐选取ROHM 1200V的SCT3XXXKL系列SiC MOSFET替代传统的Coolmos，根据功率推荐40mΩ或者80mΩ的管子，只需要4只，而用传统650V的Coolmos则需要8只，因此可以有效减少整体电路器件，提高效率。除此之外ROHM有专属配套的SiC驱动方案，应用设计更方便。同样输出整流可以采用SCS2XXKE系列1200V的SiC-SBD，做高频交流的二次整流，由于ROHM的SiC-SBD具有低压降VF和低漏电流IR的优点，可以提高充电效率。

综上所述，采用ROHM SIC器件虽然单体成本偏高，但整体器件数量减半，同时磁芯器件的成本也可以降低，这样确保整体成本几乎不增加的前提下，充电效率得以提高，同时体积可以减小。

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