車載充電機(jī)的功率級（PFC，DC-DC）根據(jù)電動(dòng)汽車電池組的電壓使用不同的功率元件。下圖適用于400V的電動(dòng)汽車電池架構(gòu)，所需的功率開關(guān)器件額定電壓可達(dá)650V。由于大電流和電壓瞬變的存在，需要留有一定的電壓裕量。

安森美（onsemi）官網(wǎng)的交互式框圖還展示了800V電動(dòng)汽車電池架構(gòu)的方案，該方案采用額定值高達(dá)1200V的功率分立器件和汽車電源模塊。

該框圖還包含了隔離柵極驅(qū)動(dòng)器、輔助電源以及各種控制器。信號測量和調(diào)節(jié)可以通過運(yùn)算放大器（OpAmps）、電流檢測放大器（CSA）和溫度檢測來實(shí)現(xiàn)。CAN和LIN收發(fā)器可確保在車載網(wǎng)絡(luò)內(nèi)進(jìn)行快速可靠的通信。為了支持MCU正常運(yùn)行，ESD保護(hù)器件具有快速瞬態(tài)箝位能力和低電容，可保護(hù)關(guān)鍵信號的完整性。

EliteSiC MOSFET如何提升車載充電機(jī)性能EliteSiC MOSFET如何提升車載充電機(jī)性能隨著電動(dòng)汽車車載充電機(jī)（OBC）設(shè)計(jì)迅速向更大功率和更高開關(guān)頻率方向發(fā)展，該應(yīng)用對碳化硅（SiC）MOSFET的需求也在不斷增長。EliteSiC是安森美碳化硅技術(shù)的商標(biāo)名稱。由于EliteSiC MOSFET具有優(yōu)異的開關(guān)性能和較小的反向恢復(fù)特性，設(shè)計(jì)人員正在采用基于該器件的無橋PFC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。1200V的 EliteSiC MOSFET被廣泛應(yīng)用于800V電池架構(gòu)的汽車系統(tǒng)中。

平面型設(shè)計(jì)確保了器件在其使用壽命內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)RDS(ON)、VGS(TH)或體二極管壓降的漂移，而且它們可以在負(fù)柵極驅(qū)動(dòng)電壓下工作。

這些MOSFET的建議導(dǎo)通柵極電壓為18 V，但仍可在低至15 V的電壓下工作，從而與為上一代SiC MOSFET設(shè)計(jì)的柵極驅(qū)動(dòng)電路保持兼容。

安森美M3S是第二代1200V EliteSiC MOSFET。其重點(diǎn)在于提升開關(guān)性能的同時(shí)降低比導(dǎo)通電阻（RSP）。M3S在導(dǎo)通損耗與開關(guān)損耗之間實(shí)現(xiàn)了出色的平衡，使其非常適合PFC等硬開關(guān)應(yīng)用。此外，M3S的低RDS(ON)使其在軟開關(guān)應(yīng)用（例如LLC、CLLC、移相全橋）中也具有很強(qiáng)的競爭力，在這些拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，開關(guān)損耗通過電路設(shè)計(jì)被顯著降低，從而使導(dǎo)通損耗成為主要的損耗來源。M1與M3S兩代碳化硅MOSFET的深入對比分析可在安森美應(yīng)用筆記 AND90204 中找到。

與第一代M1相比，M3S所需的總柵極電荷QG(TOT)更低，這顯著減少了柵極驅(qū)動(dòng)器的灌電流和拉電流，如下圖所示。與前一代M1相比，M3S進(jìn)一步將RDS(ON)* QG(TOT)的品質(zhì)因數(shù)（FOM）降低了44%。

總柵極電荷QG(TOT)[nC] @800V / 40A，由恒定10mA驅(qū)動(dòng)

如下圖所示，在給定條件下，M3S的開關(guān)性能得到了進(jìn)一步提升，其關(guān)斷損耗（EOFF）降低了40%，導(dǎo)通損耗（EON）降低了20%-30%，總開關(guān)損耗降低了34%。在高開關(guān)頻率應(yīng)用中，這種性能提升將抵消M3S可能存在的較高RDS(ON)帶來的任何劣勢。

漏極電流ID的開關(guān)損耗[A] @ VDS= 800V， VGS= -3V / 18V，RG= 4.7 mΩ

高壓應(yīng)用中使用SiC MOSFET的隔離柵極驅(qū)動(dòng)器

隨著SiC MOSFET在汽車電力電子應(yīng)用中的使用日益增多，有必要使用專用驅(qū)動(dòng)器。隔離柵極驅(qū)動(dòng)器通過對MOSFET和IGBT進(jìn)行可靠控制，可滿足SiC技術(shù)所要求的最高開關(guān)速度和系統(tǒng)尺寸限制。優(yōu)化柵極驅(qū)動(dòng)電壓以提高開關(guān)速度，從而最大限度地降低開關(guān)損耗并充分利用功率開關(guān)器件，這一點(diǎn)至關(guān)重要。

與Si MOSFET相比，SiC MOSFET面臨的挑戰(zhàn)在于柵極閾值電壓的控制。與硅器件相比，SiC MOSFET在推薦柵極驅(qū)動(dòng)電壓下對柵極電壓的依賴性更大。SiC MOSFET需要較高的正柵極驅(qū)動(dòng)電壓（+20V），根據(jù)應(yīng)用情況，還需要-2V至-6V范圍內(nèi)的負(fù)關(guān)斷柵極電壓，因?yàn)镾iC MOSFET具有較低的VGS閾值，可能導(dǎo)致SiC MOSFET意外導(dǎo)通。為高效驅(qū)動(dòng)SiC MOSFET，請參考安森美在應(yīng)用筆記AND90063/D中關(guān)于使用隔離型柵極驅(qū)動(dòng)器的相關(guān)指南。

安森美為SiC MOSFET和Si功率MOSFET提供多種隔離柵極驅(qū)動(dòng)器以及IGBT柵極驅(qū)動(dòng)器。電隔離元件路線圖將通過新功能進(jìn)一步改善傳播延遲和更高的共模瞬態(tài)抗擾度（CMTI）。廣泛的柵極驅(qū)動(dòng)器評估板組合可助力快速原型開發(fā)。

NCV51561和NCV51563隔離雙通道柵極驅(qū)動(dòng)器

NCV51561和NCV51563是具有4.5A/9A灌/拉峰值電流的隔離雙通道柵極驅(qū)動(dòng)器，專為驅(qū)動(dòng)Si和SiC功率MOSFET設(shè)計(jì)。它們提供短且匹配的傳播延遲?？梢試L試使用NCV51561評估板來測試您的隔離型柵極驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用。

NCV51561或NCV51563可用于多種配置，包括兩個(gè)低壓側(cè)、兩個(gè)高壓側(cè)開關(guān)，或作為帶可編程死區(qū)時(shí)間的半橋驅(qū)動(dòng)器

典型傳播延遲為36ns，最大延遲匹配為5ns，具備獨(dú)立的欠壓鎖定（UVLO）保護(hù)功能

支持通過ANB引腳選擇單輸入或雙輸入模式，5kV的電隔離允許峰值電壓高達(dá)1500（1850）VDC

CMTI≥200kV/μs，采用SOIC-16WB封裝，8毫米爬電距離

NCV51561或NCV51563的典型應(yīng)用電路

NCV51561的SOIC-16 封裝內(nèi)部結(jié)構(gòu)