基于意法半导体 STDES-7KWOBC 的7 KW车载充电器 （OBC）解决方案

ST意法半导体的STDES-7KWOBC 是一款车载充电器 （OBC） 解决方案，可透过家用交流电源插头或公共插座（交流充电站）为电动汽车 （EV） 的电池充电。

解决方案嵌入了两个部分：带 SiC 的交错图腾柱(interleaved totem pole) PFC 和基于 MDmesh DM6 超界面(super-junction)功率 MOSFET 的双电气隔离(dual galvanic isolated)全桥 LLC DC-DC零电压开关(ZVS) 谐振转换器。

电源平台是一个 7 KW 模组，能够在输出端提供恒流 （CC） 或恒压 （CV），以独立 （1 PH+ N）、并联或三相模式 （3Ph + N） 的方式达到 21 KW。

铝基板上的底层绝缘金属基板 （Insulated Metal substrate ,IMS） 可实现非常有效的散热、促进空气或液体冷却。

组成解决方案的每个模组都可以透过导线或汇流排(bus bar)连接在相同类型的模组之间轻松互连，从而达到更高的输出功率。

此解决方案的关键因素是借助 SiC 和 SJ 功率 MOSFET、硅和 SiC 二极管、栅极驱动器、SPC58NN84E7RMHBR 功率架构汽车级微控制器以及用于浪涌电流限制的 SCR 晶闸管获得的效率和高功率密度。

交错式图腾柱 PFC 的开关频率为 70 kHz，而双 DC-DC LLC 谐振转换器的开关频率范围为 80 至 310 kHz。交错式图腾柱具有电感器电流平衡控制，而 DC-DC LLC 具有输出电流平衡控制。这些功能确保并联级的电流平衡。

AC-DC 图腾柱 PFC 部分将 85 VAC 至 265 VAC 的输入电压转换为 400 V。50 Hz 或 60 Hz 时的最大输入电流为 32 A。

PFC 以连续导通模式 (CCM) 工作。

TN3050H-12GY-TR SCR 晶闸管thyristors以 14 mohm 的动态电阻实现浪涌电流。

PID 或 2p2 控制器透过两个独立的电流环路稳压器调节电流。这些控制在 SPC58NN84E7RMHBR MCU 控制器上实现。第二个转换器是基于超界面MOSFET 的双谐振 DC-DC LLC。输出 DC-DC 电压范围为 250 VDC 至 450 VDC。 两个独立的恒流环路 (CC) 和一个恒压环路 (CV) 加上电流平衡在第二个 SPC58NN84E7RMHBR MCU 控制器上实现。

MCU PFC 及LLC工作如下表，另可参阅附档 getting start 手册第六及第七章节有更多说明

►展示板照片

►方案方块图

►核心技术优势

• 汇流排互

• 车规 MCU 控制

• 总峰效率大于94%。

• 短路、过载、过热保护

• 兼容于不同类型的电池，以及不同类型的输入电源，

• 不同的电压和电流条件下保持稳定，以确保充电过程的正常进行

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