隨著電動(dòng)汽車(chē)的銷(xiāo)售量攀升，車(chē)載充電器(On Board Charger, OBC)的市場(chǎng)需求也隨之提升，吸引廠商投入車(chē)載充電器的開(kāi)發(fā)，成為當(dāng)前最熱門(mén)的產(chǎn)品應(yīng)用。 本文將為您介紹車(chē)載充電器的發(fā)展概況，以及安森美半導(dǎo)體(ON Semiconductor)所推出的相關(guān)解決方案。

OBC為電動(dòng)汽車(chē)提供源源不絕的動(dòng)力

電動(dòng)汽車(chē)已經(jīng)成為民眾購(gòu)車(chē)時(shí)的重要選項(xiàng)，主要考慮到電動(dòng)汽車(chē)本身不排放污染大氣的有害氣體，加上由于電力可以從多種一次性能源獲得，如煤、核能、水力等，解除人們對(duì)石油資源日見(jiàn)枯竭的擔(dān)心。 不過(guò)，電動(dòng)汽車(chē)的單趟行駛距離、充電樁的數(shù)量、充電速度等問(wèn)題，仍是讓許多購(gòu)車(chē)者對(duì)電動(dòng)汽車(chē)舉足不前的原因。 想要解除電動(dòng)汽車(chē)購(gòu)買(mǎi)者的憂慮，首先便得從改善充電設(shè)備來(lái)著手。

插電式混合動(dòng)力／電動(dòng)汽車(chē)（xEV）必須采用高壓電池子系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行外部充電，其中一些內(nèi)置于車(chē)輛本身（車(chē)載充電器，簡(jiǎn)稱(chēng)OBC），而其他則置于外部，并可以通過(guò)有線連接（固定充電器）或通過(guò)無(wú)線能量傳輸（無(wú)線充電器）來(lái)進(jìn)行集成。

插電式混合動(dòng)力汽車(chē)（PHEV）則直接配備有OBC，來(lái)負(fù)責(zé)為電池充電。這些充電器直接內(nèi)置于PHEV本身，因此必須高效且輕巧。

它們具有各種功率級(jí)別，直接與電池充電時(shí)間相對(duì)應(yīng)。充電器的功率水平與交流電源輸入（120 VAC、240 VAC、三相等）的可用功率成正比。

最流行的OBC功率水平為3.3 kW、6.6 kW、11kW和22KW，每個(gè)都對(duì)應(yīng)于不同的通用AC功率水平。

由于OBC完全是高壓系統(tǒng)，因此最常用的半導(dǎo)體器件是IGBT、超結(jié)MOSFET和SiC半導(dǎo)體。 典型的充電器包括許多級(jí)聯(lián)級(jí)，包括輸入整流、功率因數(shù)校正、DC-DC轉(zhuǎn)換、隔離、輸出整流和輸出濾波。

完整解決方案滿足OBC多樣需求

在OBC的設(shè)計(jì)上，需要用到多種器件，包括碳化硅(SiC)MOSFET、門(mén)驅(qū)動(dòng)器、IGBT、MOSFET模塊、IPM、控制器等。

在電源解決方案在業(yè)界居于領(lǐng)導(dǎo)地位的安森美半導(dǎo)體，便推出相對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品來(lái)滿足OBC應(yīng)用的需求。

在此推薦兩款適用于大功率OBC的碳化硅(SiC)MOSFET，分別是

支持N通道、1200 V、80 mΩ，采用TO247?3L封裝的NVHL080N120SC1，

以及支持N通道、1200 V、20 mΩ，采用D2PAK?7L封裝的NVBG020N120SC1。

這兩款碳化硅（SiC）MOSFET均使用了全新技術(shù)，能夠提供卓越的開(kāi)關(guān)性能，且比硅具有更高的可靠性。另外，低導(dǎo)通電阻和緊湊的芯片尺寸，可確保低電容和低門(mén)極電荷。 因此，系統(tǒng)將擁有最高效率、更快的運(yùn)行頻率、提高了功率密度、降低了EMI，以及減小了系統(tǒng)尺寸等優(yōu)點(diǎn)。

NVHL080N120SC1

NVHL080N120SC1支持額定1200V，在Vgs為20V、Id為20A時(shí)，最大RDS(on)為110mΩ，典型的RDS(on)則僅有80mΩ，具有高速開(kāi)關(guān)和低電容，通過(guò)100%的UIL測(cè)試，符合AEC-Q101的汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)，為無(wú)鉛且符合RoHS要求的器件。

NVHL080N120SC1可以應(yīng)用在電動(dòng)汽車(chē)／插電式混合動(dòng)力汽車(chē)用的DC/DC轉(zhuǎn)換器、汽車(chē)車(chē)載充電器與汽車(chē)輔助電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

NVBG020N120SC1支持額定1200V，在Vgs為20V、Id為60A時(shí)，最大RDS(on)為28mΩ，具備高速開(kāi)關(guān)和低電容，通過(guò)100% UIL測(cè)試，器件符合RoHS要求，并符合AEC-Q101的汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)，為汽車(chē)級(jí)器件，可應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)／插電式混合動(dòng)力汽車(chē)用的DC/DC轉(zhuǎn)換器與汽車(chē)逆變器。

此外，安森美半導(dǎo)體還有一系列的產(chǎn)品適用于OBC應(yīng)用，包括用于汽車(chē)SiC MOSFET的驅(qū)動(dòng)器，支持低側(cè)、單6A高速開(kāi)關(guān)的門(mén)驅(qū)動(dòng)器－NCV51705，以及具有內(nèi)部電流隔離，支持隔離式大電流、高效率IGBT柵極驅(qū)動(dòng)器－NCV57001，還有FAN3224TU_F085低側(cè)柵極驅(qū)動(dòng)器，可支持雙通道4A高速開(kāi)關(guān)。

安森美半導(dǎo)體可以提供豐富的優(yōu)化成本IGBT方案用在OBC領(lǐng)域，650V FS4的高速版本系列比如D2PAK封裝AFGB30/40T65SQDN，以及TO247-3L 插件封裝AFGHL40/50/75T65SQD，同時(shí)還可提供AFGHL50T65SQDC 集成了50A FS4 IGBT及20A SiC Diode的混合型器件，均適用于OBC應(yīng)用。

MOSFET模塊則有

FAM65CR51DZ2，可用于多相和半無(wú)橋PFC的功率集成模塊(PIM)升壓轉(zhuǎn)換器級(jí)，

以及FAM65HR51DS可用于LLC和相移DC-DC轉(zhuǎn)換器的功率集成模塊(PIM)MOSFET SJ H橋。

FAM65V05DF1

安森美半導(dǎo)體還有推出FAM65V05DF1智能功率模塊(IPM)，可支持IGBT逆變器650V、50A。 在控制器方面，則有NCV3843BV電流模式PWM控制器、NCV1362汽車(chē)類(lèi)初級(jí)側(cè)PWM控制器，用于低功耗離線SMPS，以及NCV1060/63用于低功耗離線SMPS的汽車(chē)高壓開(kāi)關(guān)。

結(jié)語(yǔ)

安森美半導(dǎo)體是電源解決方案的領(lǐng)導(dǎo)者之一，針對(duì)OBC應(yīng)用推出了多樣化、完整的產(chǎn)品線，可針對(duì)不同的規(guī)格與需求，提供相關(guān)的器件與解決方案。

目前正是電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)起飛的階段，相關(guān)的應(yīng)用需求也正在快速攀升，相信您絕對(duì)不想錯(cuò)過(guò)這個(gè)搶占商機(jī)的大好機(jī)會(huì)。