【应用】trr接近于零、1200V SiC肖特基二极管让车载充电机更高效
车载充电机是电动汽车的核心部件，其功能是按照电池管理系统的指令，动态调节充电电流和电压参数，完成电动汽车的充电过程。作为一款电力电子设备，车载充电机功率电路主要由AC-DC和DC-DC电路组成。如图1所示：
图1：车载充电机充电框图
发展趋势：
电动汽车的电池容量越来越大，电压越来越高，厂商对于车载充电机的期望通常是：体积小、重量轻、高效率以及高可靠性。车载充电机逐渐朝着高电压、小型化、轻量化发展。如图2给出了车载充电机的能量密度发展趋势：
图2：车载充电机能量密度发展趋势
存在问题：
目前常规的车载充电机使用的功率器件主要是Si MOSFET和快恢复二极管，随着电动汽车的不断发展，Si器件已经逐渐满足不了车载充电机的性能需求：
1、电动汽车电池电压越来越高，由之前的300~400V提高到600~800V，而Si MOS管与快恢复二极管通常耐压为600V，其耐压值已不能承受；
2、车载充电机由于体积和重量的限制，追求更高的能量密度，这就需要不断提高功率器件的开关频率，减小无源器件（电感值和电容值）的体积和重量；
3、车载充电机安装在电动汽车内部，对散热条件要求苛刻。为保持车载充电机长期稳定的工作，要求其自身的功耗尽可能小，发热量更低，效率做到更高。
解决方案：
基于上述分析，传统的Si器件由于其耐压和开关频率的限制，已经不能满足车载充电机日益增长的性能需求，而高耐压、低损耗且具有高速开关特性的SiC器件，正逐步取代Si器件，成为车载充电机的主流应用。
下面我们以6.6kW车载充电机为例，介绍LITTELFUSE最新推出的第二代SiC肖特基二极管（型号：LSIC2SD120A20）在充电机AC-DC和DC-DC电路中的应用：
1、AC-DC电路
车载充电机输入电压通常为交流220V，AC-DC可采用无桥PFC拓扑电路，在提高功率因数的同时，可得到宽范围（400~800V）的母线电压，如图3所示：
图3：SiC二极管在无桥PFC电路应用
2、DC-DC电路
车载充电机出于安全性的考虑，要求充电桩与电池实现电气隔离，这就需要采用隔离变压器实现能量传递。目前，常用的拓扑结构为LLC谐振，如图4所示：
图4：SiC二极管在LLC电路的应用
在上述PFC电路和LLC电路中，二极管的导通损耗和开关损耗越小、反向漏电流和反向恢复时间越小，开关频率就可以做到更高。反向耐压越高，工作电压选择就可以更高，效率也就越高。
Littelfuse的第二代SiC二极管，实现了Si快恢复二极管无法实现的极短的反向恢复时间（trr接近于零），反向恢复电流＜100uA（Vr=1200V，Tj=25℃时），耐压高达1200V，结温最高175℃。可有效降低开关损耗、提高开关频率，对车载充电机减小发热量、提高工作电压、能量密度以及效率至关重要。
附：Littelfuse第二代SiC肖特基二极管选型表格：
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