圖2 充電樁電路拓?fù)鋱D

直流充電樁分為前級AC/DC電路和后級DC/DC電路。交流/直流級（也稱為 PFC 級）是電動汽車充電站中的第一級功率轉(zhuǎn)換。它將來自電網(wǎng)的輸入交流電源 (380– 415VAC) 轉(zhuǎn)換為大約 800V 的穩(wěn)定直流鏈路電壓。前級拓?fù)渲饕蠽ienna PFC和T 型 NPC PFC。

直流/直流級是電動汽車充電站中的第二級功率轉(zhuǎn)換。它將 800V 的傳入直流鏈路電壓（對于三相系統(tǒng)）轉(zhuǎn)換為較低的直流電壓，以便為電動汽車的電池充電。后級電路拓?fù)渲饕蠰LC電路和雙有源橋。

03上海貝嶺IGBT技術(shù)特點(diǎn)

貝嶺IGBT7 平臺采用先進(jìn)的溝槽場截止（T-FS）技術(shù)制成。充電樁應(yīng)用開關(guān)頻率較高，BLG80T65FDK7以較低的Vce(sat)和開關(guān)損耗，能降低充電器熱量損耗提高效率。該器件在25℃和175℃下的trade-off曲線表現(xiàn)更優(yōu)，體現(xiàn)出其在導(dǎo)通損耗與開關(guān)損耗之間的良好平衡，為高功率密度充電樁設(shè)計(jì)提供了理想的半導(dǎo)體解決方案。

產(chǎn)品特點(diǎn)：

① 高開關(guān)頻率

② 產(chǎn)品耐壓高

③ 低飽和壓降VCE (sat)，VCE (sat)呈正溫度系數(shù)，易于并聯(lián)使用。

④ 開關(guān)性能優(yōu)化，低柵極電荷（Qg），低開關(guān)損耗

⑤ 漏電小

⑥ HV-H3TRB加嚴(yán)可靠性驗(yàn)證，保證極端運(yùn)行環(huán)境下使用壽命

⑦ 符合175℃結(jié)溫的工業(yè)級考核標(biāo)準(zhǔn)

3.1低開關(guān)損耗

在充電樁應(yīng)用中，開關(guān)頻率在20KHz—50KHz左右，其開關(guān)頻率越高，開關(guān)損耗占比越高。在25℃和175℃條件下，我司BLG80T65FDK7產(chǎn)品Eon、Eoff和總損耗Ets均優(yōu)于競品H5系列。低開關(guān)損耗可提高充電樁系統(tǒng)的整體效率，并減輕散熱負(fù)擔(dān)，提高可靠性。

圖3 IGBT開關(guān)損耗對比圖

3.2低飽和壓降Vce(sat)

在溫度25℃下，我司BLG80T65FDK7的Vce(sat)比競品H5系列小16%左右。在溫度175℃下，我司BLG80T65FDK7的Vce(sat)比競品H5系列小14%左右。飽和壓降明顯優(yōu)于競品，有利于降低導(dǎo)通損耗。Vce正溫度系數(shù)有利于單管并聯(lián)使用，有利于兩個IGBT的電流和溫度達(dá)到一個動態(tài)平衡狀態(tài)，從而避免了“電流集中”到某一個器件上導(dǎo)致過熱損壞。

圖4 Vcesat對比圖

3.3低漏電流Ices

圖5 BV曲線

常溫25℃條件下，我司BLG80T65FDK7的BV曲線和競品一致；高溫175℃條件下，我司BLG80T65FDK7的漏電遠(yuǎn)小于競品。對于充電樁這類要求持續(xù)高負(fù)荷運(yùn)行的設(shè)備而言，BLG80T65FDK7較小的漏電特性可提高系統(tǒng)能效和穩(wěn)定性。

04上海貝嶺SiC MOS技術(shù)特點(diǎn)

BLC16N120是一款N溝道增強(qiáng)型平面SiC MOSFET，采用第二代平面柵技術(shù)，具有低導(dǎo)通電阻、低電容、低柵極電荷、高開關(guān)頻率和低開關(guān)損耗等優(yōu)越性能。隨著我國新能源汽車的發(fā)展，高轉(zhuǎn)化效率、高功率密度的SiC MOSFET器件成為未來發(fā)展的必然趨勢。本產(chǎn)品通過其創(chuàng)新性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可推動充電樁高效一體化高質(zhì)量發(fā)展。

產(chǎn)品特點(diǎn)：

① 高開關(guān)頻率

② 低導(dǎo)通損耗，低導(dǎo)通電阻

③ RDS(ON)溫升系數(shù)

④ 低開關(guān)損耗

⑤ 低Crss，可進(jìn)一步提高系統(tǒng)效率

⑥ 高Cgs設(shè)計(jì)，可抑制高速開關(guān)過程中的過沖現(xiàn)象

⑦ HV-H3TRB加嚴(yán)可靠性驗(yàn)證，保證極端運(yùn)行環(huán)境下使用壽命

⑧ 符合175℃結(jié)溫的工業(yè)級考核標(biāo)準(zhǔn)

4.1低RDS(ON)溫升系數(shù)

在溫度25℃下，我司BLC16N120的Rdson與競品C，R，I，Z相同。在溫度175℃下，我司BLC16N120的Rdson 為22.4mΩ，比競品C，R，I，Z低15%—45%左右。我司BLC16N120在175℃時Rdson為常溫1.45倍，溫升系數(shù)低，易于高功率密度并聯(lián)使用，可降低充電樁系統(tǒng)溫升。

圖6 Rdson曲線

4.2低HDFM

圖7 HDFM

，是一個用于評估功率開關(guān)器件綜

合損耗的重要因數(shù)。該指標(biāo)用于衡量器件的導(dǎo)通損耗和開關(guān)損耗，其數(shù)值越小，通常意味著器件在實(shí)際應(yīng)用中的整體效率越高。我司BLC16N120的HDFM與競品I相當(dāng)，遠(yuǎn)低于競品C，R，Z。

4.3高抗串?dāng)_能力

圖8 Cgs/Cgd

對于充電樁高效率功率變換器而言，器件的抗串?dāng)_能力是系統(tǒng)魯棒性與可靠性的核心指標(biāo)。柵源電容與柵漏電容的比值（Cgs/Cgd）是衡量器件抗串?dāng)_能力的一個重要參數(shù)。該比值越大，通常表征器件的抗串?dāng)_能力越強(qiáng)。在全橋的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，器件具有高抗串?dāng)_能力，抵御橋臂直通風(fēng)險(xiǎn)的能力較強(qiáng)。

05直流充電樁貝嶺選型方案

為全面支持不同功率等級的充電樁設(shè)計(jì)，上海貝嶺提供了覆蓋650V與1200V電壓等級的系列化半導(dǎo)體解決方案。該方案包含功率器件與關(guān)鍵IC芯片，為充電樁系統(tǒng)提供從功率轉(zhuǎn)換到控制管理的完整技術(shù)支撐。功率器件包括高效IGBT、SiC MOS以及用于輔助電源的Planar MOS，滿足主功率單元對高效率、高可靠性的要求。具體型號請參考表1。IC芯片具體型號參考表2。

表1 功率器件選型表

表2 IC芯片選型表