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內(nèi)新能源汽車始終保持著高速發(fā)展趨勢，從而不斷尋求更高的提升與改進(jìn)，而提升續(xù)航里程最直接的辦法就是盡可能地提高電池的能量密度。但電池能量密度不能持續(xù)增加的時候，降低車用部件的重量成為另一個方向的選擇。而碳化硅功率器件有利于OBC功率密度的提升和重量的降低。
OBC重要性
OBC（車載充電器），作為新能源汽車核心零件，它直接決定了新能源汽車的安全性及穩(wěn)定性。同時OBC作為新能源汽車的核心器件之一，它的功率密度直接影響整車的重量，續(xù)航里程、充電時間等。
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碳化硅功率器件與OBC
當(dāng)前，智能化、輕量化、集成化將是電動汽車發(fā)展的趨勢，采用碳化硅功率器件可使電動汽車或混合動力汽車功率轉(zhuǎn)化能耗損失降低 20%，對大幅提高電動汽車?yán)m(xù)航里程具有重要意義，目前車載充電器（OBC）的應(yīng)用較為廣泛，故在OBC產(chǎn)品上使用碳化硅功率器件對于提升OBC產(chǎn)品的效率、功率密度和質(zhì)量密度提升上發(fā)揮了重要作用。
產(chǎn)品應(yīng)用
OBC典型的線路結(jié)構(gòu)是由PFC和DC/DC組成，OBC的前級PFC 線路和后級?DC/DC 輸出線路中均會使用碳化硅二極管（D1、D2、D3、D4、D5、D6），電池電壓的提升，意味著 OBC 后級輸出電壓升高，配合目前 OBC從單相220V到三相380V的發(fā)展趨勢，DC/DC次級器件會從目前的650V二極管轉(zhuǎn)變成1200V的相關(guān)產(chǎn)品。
圖一6.6KW OBC單相拓?fù)渚€路
1.碳化硅二極管（SiC SBD）應(yīng)用
如圖一所示，在OBC的前級PFC線路和后級DC/DC輸出線路中會用到碳化硅二極管（D1、D2、D3、D4、D5、D6），優(yōu)勢在于反向恢復(fù)電流IR接近為零。而對于OBC的PFC線路，在PFC線路使用碳化硅二極管可提升PFC線路的效率；同時碳化硅二極管的QC和VF兩個主要參數(shù)也具有一定優(yōu)勢，故在OBC的后級輸出線路中使用碳化硅二極管可提升輸出整流的效率。瑞森半導(dǎo)體推出如下系列碳化硅二極管產(chǎn)品：
2. 超結(jié)MOSFET應(yīng)用
在單相交流輸入的OBC（拓?fù)渚€路參考圖一）中，DC/DC的前段需使用開關(guān)管將直流電壓轉(zhuǎn)換成交流電壓，如PFC輸出的直流電壓在400V以下，且功率不超過6.6kW的產(chǎn)品，可選擇600V或650V系列的COOL MOS。瑞森半導(dǎo)體推出如下系列COOL MOS產(chǎn)品：
3. 碳化硅MOSFET應(yīng)用
為了能縮短充電時間和提升動力電池電壓有的新能源汽車采用三相380V輸入的模式可以將功率提升到12KW以上，大幅度提升充電速度；同時電池電壓提升對于OBC技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。將原來輸入電壓由單相220V AC變成三相380V AC后，PFC輸出級的電壓會相應(yīng)提高到600V以上，而600V或650V系列的COOL MOS已經(jīng)無法滿足要求，故需選用1200V系列的SiC MOS材料。它在三相12kW以上的 OBC產(chǎn)品中有著重要位置，現(xiàn)有車載電源廠家已經(jīng)陸續(xù)開始生產(chǎn)三相12kW以上的 OBC，其都在使用SiC MOS作為DC/DC輸入級開關(guān)管，由此可見，SiC MOS是未來三相12kW以上的 OBC產(chǎn)品上的主要用料。
圖二OBC三相拓?fù)渚€路
碳化硅材料具有耐高壓、耐高溫、高效率、高頻率、抗輻射等優(yōu)異的物理和化學(xué)特性，能夠極大地提升現(xiàn)有能源的轉(zhuǎn)換效率。碳化硅MOSFET已經(jīng)在OBC應(yīng)用中具有廣闊的市場。瑞森半導(dǎo)體推出如下系列碳化硅MOSFET產(chǎn)品：
4.碳化硅MOSFET封裝革新
碳化硅MOSFET開關(guān)速度快，開啟電壓Vth比COOL MOS要低，為更好的降低MOSFET誤動作的風(fēng)險。如圖三、四所示:TO-247-3封裝的G-D-S變?yōu)镈-S1-S2-G,其中第二引腳 S1接負(fù)載端，三引腳S2接驅(qū)動端；故采用最新的封裝工藝將傳統(tǒng)的TO-247-3封裝變成TO-247-4封裝，從而實現(xiàn)碳化硅MOSFET功率源極和驅(qū)動源極分開，更好降低碳化硅MOSFET關(guān)斷時L*di/dt對碳化硅MOSFET柵極的影響。
圖三TO-247-3 碳化硅MOSFET 關(guān)斷過程線路
圖四TO-247-4 碳化硅MOSFET關(guān)斷過程線路
