【应用】荣湃双通道隔离驱动Pai8233在汽车OBC上的典型应用，满足高可靠性、高功率密度和高效率需求

时间： 2023-06-14 来源：荣湃半导体公众号

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车载充电器(OBC)是电动汽车(EV)和混合动力电动汽车(HEV)的重要组成部分。车载充电机(OBC)为电动汽车(EV)的高压直流电池组提供了从电网充电的关键功能。当将电动汽车通过合适的充电线连接到充电桩时，OBC就会开始充电。

电动汽车的OBC设计需要高功率密度和效率最大化，以充分利用电动汽车空间并最小化重量。双向OBC由一个双向AC/DC转换器组成，通常是一个功率因数校正(PFC)电路，后面则跟着一个隔离的双向DC/DC转换器。如图所示。

随着电动汽车的市场份额不断增加，每辆车的电池装机容量也在增加，消费者还要求为大容量电池提供更快的充电时间。配备足够电池容量的电动汽车将有可能充当储能系统，实现在各种场景下的放电功能，如家庭用电、车辆到电网的馈电，或是进行车辆到车辆充电。因此，OBC正在从单向拓扑到双向拓扑转变，采用双向OBC提高系统效率是一种普遍趋势。

另外，针对高性能的电动汽车，电池工作电压将逐渐从400V增加到800V。随之带来的就是传统的SI MOS管已不能满足需求，而IGBT的工作频率又不能满足开关电源的高频需求。因此，各大新能源车厂逐渐将目光聚焦在SiC MOS上。

一般OBC前级PFC采用图腾PFC拓扑，图腾柱PFC包含两个以不同频率工作的半桥，高频部分(S1~S4)采用650V的SiC MOS，工频部分(S5~S6)采用SI MOS或IGBT。高频桥臂进行升压、整流，以高频率切换。低频桥臂主要对输入电压进行整流，在50/60 Hz的频率下切换。

单向OBC中的DC/DC转换器通常是LLC谐振转换器，但这是一种单向拓扑，在反向放电工作模式下，转换器的电压增益受到限制，从而降低了其性能。因此，下图中的双向CLLC谐振转换器更适合DC/DC级，因为它在充电和放电模式下都结合了高效率和宽输出电压范围。而DC-DC这级原边常采用650V的SI MOS，副边高压输出常采用1200V SiC MOS。

随着SiC MOS管的大量使用，在开关过程中会出现尖峰，这与电压电流的瞬态变化以及寄生参数 (电感、电容) 有关，特别是针对高频开关。在SiC MOS开通过程中，伴随很大的电压瞬变，即dv/dt，从而在寄生电容中产生大的位移电流Cdv/dt，形成电流尖峰;在MOS关断过程中，通道内产生电流瞬变di/dt，瞬变电流在寄生电感端产生尖峰电压U=Ldi/dt。

因此，根据公式u=Ldi/dt，在削减尖峰时我们可以相应从这几个方面进行考虑：

MOSFET关断前的电流
开关速度
电路中电感(包括寄生电感)

针对OBC的这些应用需求，隔离驱动比非隔离驱动，在传输延时，可靠性，尺寸方面都存在很大的优势。并且在系统成本，器件集成度上都会有很明显的改善。因此，荣湃推出了双通道隔离驱动 Pai8233系列来满足这些需求。如下是荣湃双通道隔离驱动在OBC上的典型应用框图。

在OBC的应用中，当非理想的PCB布局和长封装引线引入寄生电感时，开关期间开关管的栅-源极电压会因为高di/dt 和dv/dt 而产生高振铃。如果振铃超过开关管的栅极阈值电压，则存在意外接通和直通的风险。在开关管上施加负压是一种将振铃保持在阈值以下的常用方法。以下是实现栅极负压关断的一个示例。

在二次侧隔离电源上使用齐纳二极管构造一个负电源电压，为驱动器输出提供负压，让开关管实现负压关断。负压由齐纳二极管电压设置，如果隔离电源VDDA等于25V，关断电压为-5.1 V，开通电压为25V-5.1V≈20V。

Pai8233性能优势：

每个输出可以实现低至19ns传播延迟和5ns的最大延迟匹配
提供最大4A/8A的拉灌电流能力
在SOIC-14宽体封装中提供5000VRMS隔离
100kV/μs和300kV/us的最小共模瞬变抗扰度(CMTI)提高系统鲁棒性
最大工作电源电压为25V，而输入侧则接受3V至5.5V的电源电压
所有电源电压引脚均支持欠压锁定(UVLO)保护

Pai8233具备的出色功能，适用于高可靠性、高功率密度和高效率的OBC系统。

荣湃半导体成立于2017年，专注于隔离领域芯片的设计与研发，目前，公司已成功研发并生产出数字隔离器、隔离驱动、接口、采样与基准等产品系列，广泛应用于电动汽车、光伏储能、工业控制、通讯等领域。

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阿尼古 Lv8. 研究员 2023-06-19

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JW JOULWATT （杰华特）车规级产品选型指南

描述- 杰华特微电子成立于2013年，是一家快速成长的高性能模拟和数模混合半导体供应商。公司采用自有的先进工艺技术进行芯片设计和制造。目前，公司拥有广泛的产品组合，涵盖DC/DC、AC/DC、线性电源、电池管理、信号链、显示、汽车电子等，应用范围涉及计算机、通讯、工业控制、服务器与数据中心、汽车电子、家用电器、消费类电子、照明等众多领域。

型号- JWQM93902A,JWQ5273,JWQ5103CSF,JWQ5102C,JWQ5102B,JWQ71845,JWQ5123,JWQM93901,JWQ5125A,JWQ5103,JWQ5103CS,JWQ5125,JWQ3760,JWQ7821A,JWQ5103AS,JWQ79808,JWQ7821,JWQ7843,JWQ7806,JWQ7924,JWQ7809,JWQM93902,JWQ6346A,JWQ52992,JWQ52993,JWQ11724,JWQ5102CSF,JWQ5141,JWQ7065,JWQ5583,JWQ7101,JWQ5156,JWQ5102A,JWQ7830,JWQ71910,JWQ5276,JWQ5155,JWQ7853,JWQ5279,JWQ6346,JWQ5103BS,JWQ79818,JWQ5217,JWQ5513

2024/6/29 - JW JOULWATT - 选型指南代理服务技术支持现货查询批量订货

荣湃驱动器有很多系列，如何选择适合的产品系列？

荣湃驱动器系列产品有非隔离的半桥驱动器、电压输入型的单通道隔离驱动器、电流输入型的兼容光耦单通道隔离驱动器、支持死区控制的双通道隔离驱动器和具有智能保护功能的单通道智能隔离驱动器。如果对成本敏感，可以采用非隔离的半桥驱动器Pai81XX系列。该器件可以兼容TTL和CMOS输入，并且具备很高的dv/dt。电压输入型的单通道隔离驱动器Pai8211系列具有初级的保护功能——分离输出和米勒钳位，同时峰值驱动能力可达10A，适合推动SiC等第三代半导体器件。电流输入型的单通道隔离驱动器Pai8201系列与主流6pin驱动光耦完全Pin对Pin兼容，可实现免改板替换，但不具备任何保护功能。双通道隔离驱动Pai823X系列是一款高集成度的隔离驱动器，具有驱动器禁能和可编程死区保护功能，在高功率密度系统中具有较大优势。单通道智能隔离驱动器可以实现退饱和检测、米勒钳位、故障软关断等保护功能，能够在新能源车电驱或变频器上使用。

2024-10-30 - 技术问答代理服务技术支持现货查询批量订货

芯祥科技（EnergyMath）专注于工业和车规级BMS芯片，电源芯片及可编程模拟芯片的研发与销售。该公司将于2023年起陆续量产工业和车规级可编程模拟芯片，电源芯片和BMS AFE芯片等，产品广泛应用于新能源储能，汽车，工业及电动工具等。

代理服务线上商城技术资料

BTD21520x 双通道隔离型门极驱动器

型号- BTD21520MAWR,BTD21520M,BTD21520MBWR,BTD21520EAWR,BTD21520SAPR,BTD21520EBWR,BTD21520SBPR,BTD21520MBPR,BTD21520MAPR,BTD21520E,BTD21520EBPR,BTD21520EAPR,BTD21520SAWR,BTD21520SBWR,BTD21520X,BTD21520S

2024-09-11 - 基本半导体 - 数据手册 - Rev.0.3 代理服务技术支持现货查询批量订货查看更多版本

意瑞半导体携10余款车规级芯片和先进设备亮相2022慕尼黑华南电子展，助力汽车电子产业发展

意瑞半导体精彩亮相2022慕尼黑华南电子展，本次展出了10余款车规级芯片和4个高性能产品系列合集，助力国内外厂商及产业发展；展会期间，意瑞半导体技术专家们与莅临现场的众多来宾深入交流，向他们深入阐述了意瑞半导体本次参展的情况及未来的市场前景展望。

2022-11-25 - 原厂动态代理服务技术支持现货查询批量订货

车规级芯片半导体供应商微传科技受邀参加2024走进东风集团研发总院-汽车创新技术交流会

为了推动汽车行业交流，于2024年6月25日在武汉开展了“2024 走进东风集团研发总院-汽车创新技术交流会”。本次活动从软件到硬件，通过集中DEMO展示和技术分享，重点交流智能化、网联化、电动化、软件化趋势下供应商带来的新技术和新产品。微传科技作为车规级芯片半导体供应商受邀参加此次交流会并发表演讲。