安森美半导体助力电动汽车充电桩市场发展并推动创新
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在国家环保政策的激励下，电动汽车正日益普及。中国是世界最大的汽车市场。据Goldman Sachs报道，2016年中国电动汽车占全世界电动汽车的45%, 这一百分比到2030年可能升至60%。根据中国的“一车一桩”计划，电动汽车充电桩总数在2020年将达480万个，与现有的接近50万个相比，未来2年多内将安装430万个，其中将至少有200万个是大功率直流充电桩。安森美半导体是崭露头角的电动汽车/混合动力汽车半导体领袖，紧跟市场趋势，提供全面的高性能方案，包括超级结SuperFET® III MOSFET、碳化硅(SiC)二极管、IGBT、隔离型门极驱动器、电流检测放大器、快恢复二极管，满足电动汽车充电桩市场需求并推动创新。 电动汽车充电桩基础知识及市场趋势 电动汽车充电桩分为交流充电桩和直流充电桩。电网中的交流电通过交流充电桩直接给车载充电器(OBC)供电，OBC 把AC转换成DC，然后通过配电箱为车内的动力电池充电。直流充电桩则包含许多AC-DC电源模块。 目前电动汽车电池容量基本在20至90 KWH，续航里程为200至500 km，充电方式从3c到10c。续航里程是目前电动汽车不及传统燃油汽车受欢迎的一个原因，要想增加续航里程，需提升电池容量密度。另外，车主希望充电时间更短，快充技术的支持必不可少。充电桩的功率目前在60 KW到90 KW，未来将发展到150 KW到240 KW甚至更高以缩短充电时间。而电动汽车电源模块的功率目前在15 KW、20 KW、30 KW，未来会发展到40 KW、50 KW、60 KW甚至更高。从目前充电桩市场的状况来看，有3大趋势：宽范围的恒定功率、宽范围的输出电压、更高功率的模块。 电动汽车充电桩电源模块框图 典型的电动汽车充电桩电源模块框图以及安森美半导体相应的产品如图1所示。 图1：典型的电动汽车充电桩电源模块框图
SuperFET® III MOSFET 实现高功率密度 安森美半导体具有宽广的超级结MOSFET(SuperFET)产品阵容，新一代SuperFET® III较SuperFET® II减小达40%的Rds(on)，在应用于大功率应用中可减小并联FET数，实现更高功率密度。SuperFET® III有3种版本：FAST版本、Easy Drive版本和FRFET版本，分别针对不同的设计需求。 FAST版本用于硬开关拓扑，提供高能效和减小Qg和Eoss。Easy Drive版本用于硬/软开关，易驱动，实现低EMI和电压尖峰，优化内部Rg和电容。FRFET版本用于软开关拓扑，更小的Qrr和Trr实现更高的系统可靠性。 表1：650V SuperFET® III Easy Drive器件
表2：650V SuperFET®III FRFET器件
SiC二极管具有卓越的强固性及竞争性能 随着充电桩功率的提升，由于SiC 提供比硅更低的开关损耗和导通损耗，大多功率器件将转向SiC二极管及FET。安森美半导体已推出650 V和1200 V SiC二极管，并即将发布 1200 V SiC MOSFET。其SiC二极管在宽温度范围具有比最好的竞争器件更低的VF，雪崩能量大，浪涌电流额定值大，从而提供卓越的强固性。 |
