- 碳化硅器件在车载充电机OBC上的应用
- 〖 2024-04-26 | 点击 〗
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很多乘用电动车主已经习惯了这种操作：下班回到家，把车接上家用慢充充电桩。但很多电动车主不知道的是：为电动汽车充电的，其实不是充电桩，而是车上的车载充电机。家用的充电桩，只是提供了一个标准充电接口。电动汽车充电机，按照所在位置，划分为车载充电机和非车载充电机两类。车载充电机，以交流电源作为输入，输出为直流，直接给动力电池包充电，与地面的交流充电桩适配。交流充电桩，交流输入、交流输出，不能直接给动力电池充电，需要连接车载充电机，进行电力变换，才能实现充电。交流充电桩内部比较简单，基本功能就是将电网交流电引出到方便电动汽车充电的位置，并提供一个标准的充电接口，并可完成计费等额外功能，可以简单理解为“一个带电表的插座”。
车载充电机的输入端，以标准充电接口的形式固定在车体上，用于连接外部电源。车载充电机的输出端，直接连接动力电池包慢充电接口。中华人民共和国汽车行业标准《QCT 895-2011 电动汽车用传导式车载充电机》中规范了车载充电机的组成结构，主要分为：输入端口，控制单元，功率单元，低压辅助单元和输出端口。标准的输入接口采用工频单相输入220V电压，但如果功率需要，也可以启用两个备用pin口，可以实现380V输入。功率单元，一般包括输入整流，逆变电路和输出整流3个部分，将输入的工频交流电转化成适合动力电池系统能够接受的适当电压的直流电。通常对于整车厂来说，车载充电机的要求是成本低、尺寸小、重量轻、寿命长，同时可靠性和安全性都较高，目前主流的乘用车领域功率一般是3.3kw、6.6kw和11kW等，客车领域一般是40kW和80kW等，按冷却方式可分为水冷型和风冷型。
车载充电机一般为两级电路，前级为PFC（Power Factor Correction）级，即功率因数校正环节，实现电网交流电压变为直流电压，且保证输入交流电流与输入交流电压同相位，根据实际设计功率需求的不同，可采用多级Boost电路并联进行扩容；后级为DC/DC级，实现PFC级输出直流电压变为所需充电电压，实现恒流/恒压充电功能，并保证交流高压侧与直流高压侧的电气绝缘，同样地，根据实际设计功率需求的不同，可采用多级DC/DC电路并联进行扩容。另外，比较常见的DC/DC级电路拓扑有移相全桥和LLC两种。
从上述内容可以看出，SiC二极管一般应用于车载充电机产品中，作为PFC二极管和DC-DC次级整流二极管使用。前级PFC选择：
■ 单相一般采用BOOST结构，建议使用650V 10A、12A、15A、16A、20A、30A、40A等规格，TO220、TO247、TO263等封装；
■ 三相一般采用VIENNA结构，建议使用1200V 10A、15A、20A、30A、40A等规格，TO220、TO247等封装；
后级DCDC选择：
■ LLC中，如果车载充电机最高输出电压小于<550V，建议使用650V 10A、12A、15A、16A、20A、30A、40A等规格，TO220、TO247、TO263等封装；如果最高输出电压>550V，建议使用1200V 10A、15A、20A、30A、40A等规格，TO220、TO247等封装；
■ 在PSFB中，建议使用1200V 10A、15A、20A、30A、40A等规格，TO220、TO247等封装；
后续针对双向OBC的应用，碳化硅MOSFET也是较好的选择
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