解决方案 | 大功率充电器

在全球“碳中和”趋势下，以电动汽车为代表掀起的“绿色革命”，充满了巨大的机遇。随着电动汽车市场迅速增长，新的需求正不断驱动高压电池组的应用，同时也让大功率充电器设计得到了深切关注。

今天瑞萨君就为大家带来一款大功率充电器解决方案。该方案由瑞萨旗下一系列电源器件组成，包括RAA214401线性稳压器、RAA223021 AC/DC稳压器、R2A20114BFP功率因数校正（PFC）控制IC、ISL6752零电压开关（ZVS）全桥控制器。得益于这些器件，此充电器方案可接受高达120V或240V的AC输入。并且借助功率因数校正（PFC）控制器可将信号提升到400VDC，从而克服输入电压变化。PFC交错导通模式也可以提高效率并减少PFC控制器的占用面积。

系统框图

RAA214401线性稳压器具有非常宽的输入电压范围。并拥有超低静电流，使其适用于“永远在线”和“保持活跃”的应用。该器件工作在5.4V - 40V输入电压范围时，具有良好的线路和负载调节。并且借助其集成的过温停机（OTSD）、短路限流等故障保护功能，可以使电路设计更加安全。

RAA223021通用型AC/DC开关稳压器，具有超低待机功率，具备700V集成MOSFET，在降压模式和反激模式下可提供高达12W的输出功率，支持低至3.3V的输出电压，无需额外的LDO。在使用时，RAA223021将恒关时间控制与脉冲调频（PFM）相结合，提供了良好的轻负载效率和超低功耗。除此之外，RAA223021还具有输入功率不足保护功能，可防止输入电路在低输入电压下的过电流，并在输出故障条件（如短路、过载、过电压和开路反馈）下进行打嗝保护。

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R2A20114BFP是一个带有PFC（功率因数校正）的升压转换器IC，相较于上一代产品，该IC具有更高的可用性。其搭载了PFC升压控制以及具有差分输入的电流检测放大器，并集成了各种保护电路，能够在大幅提升电源可靠性的同时减少系统组成部件数量。

ISL6752零电压开关（ZVS）全桥PWM控制器通过固定的50%占空比驱动上桥FET实现了ZVS操作，而下桥FET采用后缘调制，具有可调谐振开关延迟。与常见的相移控制方法相比，这种算法可在同等效率下，改善过流和轻负载性能，并且封装引脚数更少，复杂度更低。ISL6752具有互补PWM输出，能够用于同步整流器（SR）控制。该互补输出可以被动态地提前或延迟，这种先进的BiCMOS设计具有精密死区时间和共振延迟控制。

在这些高性能产品的支持下，本方案具有以下优势：

• 交错PFC控制：减少电路面积并提高效率

• ZVS控制器

• 次级控制和反馈

• 纯硬件方法

• 无程序设计

• 易于配置

• 调整MOSFET和无源组件的尺寸，以确定充电器的电压、电流和功率

瑞萨成功产品组合基于相互兼容且可无缝协作的器件为各行业客户提供了丰富且简单的方案设计，帮助客户加快产品面市速度。此次推出的大功率充电器方案不仅可以与之前成功产品组合中推出的“20-28串电池组（高达118V）”和“48V电动车解决方案”适配使用，还可以为AC/DC高压、工业电源、轻型电动车（LEV）和园艺设备等应用的充电设计提供更多思路。

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瑞萨电子 (TSE: 6723)

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