ST意法半导体的STDES-7KWOBC 是一款车载充电器 （OBC） 解决方案，可透过家用交流电源插头或公共插座（交流充电站）为电动汽车 （EV） 的电池充电。
解决方案嵌入了两个部分：带 SiC 的交错图腾柱(interleaved totem pole) PFC 和基于 MDmesh DM6 超界面(super-junction)功率 MOSFET 的双电气隔离(dual galvanic isolated)全桥 LLC DC-DC零电压开关(ZVS) 谐振转换器。
电源平台是一个 7 KW 模组，能够在输出端提供恒流 （CC） 或恒压 （CV），以独立 （1 PH+ N）、并联或三相模式 （3Ph + N） 的方式达到 21 KW。
铝基板上的底层绝缘金属基板 （Insulated Metal substrate ,IMS） 可实现非常有效的散热、促进空气或液体冷却。
组成解决方案的每个模组都可以透过导线或汇流排(bus bar)连接在相同类型的模组之间轻松互连，从而达到更高的输出功率。
此解决方案的关键因素是借助 SiC 和 SJ 功率 MOSFET、硅和 SiC 二极管、栅极驱动器、SPC58NN84E7RMHBR 功率架构汽车级微控制器以及用于浪涌电流限制的 SCR 晶闸管获得的效率和高功率密度。
交错式图腾柱 PFC 的开关频率为 70 kHz，而双 DC-DC LLC 谐振转换器的开关频率范围为 80 至 310 kHz。 交错式图腾柱具有电感器电流平衡控制，而 DC-DC LLC 具有输出电流平衡控制。 这些功能确保并联级的电流平衡。
AC-DC 图腾柱 PFC 部分将 85 VAC 至 265 VAC 的输入电压转换为 400 V。50 Hz 或 60 Hz 时的最大输入电流为 32 A。
PFC 以连续导通模式 (CCM) 工作。
TN3050H-12GY-TR SCR 晶闸管thyristors以 14 mohm 的动态电阻实现浪涌电流。
PID 或 2p2 控制器透过两个独立的电流环路稳压器调节电流。 这些控制在 SPC58NN84E7RMHBR MCU 控制器上实现。 第二个转换器是基于超界面MOSFET 的双谐振 DC-DC LLC。 输出 DC-DC 电压范围为 250 VDC 至 450 VDC。 两个独立的恒流环路 (CC) 和一个恒压环路 (CV) 加上电流平衡在第二个 SPC58NN84E7RMHBR MCU 控制器上实现。
MCU PFC 及LLC工作如下表，另可参阅附档 getting start 手册第六及第七章节有更多说明
►场景应用图
意法半导体
►展示板照片
意法半导体
►方案方块图
意法半导体
►核心技术优势
• 汇流排互 • 车规 MCU 控制 • 总峰效率大于94%。 • 短路、过载、过热保护 • 兼容于不同类型的电池，以及不同类型的输入电源， • 不同的电压和电流条件下保持稳定，以确保充电过程的正常进行
►方案规格
• 前端PFC级采用2通道交错图腾柱interleaved totem pole拓扑结构，工作频率为70 kHz • 数位浪涌电流控制 • DC-DC 级采用 FB LLC 谐振拓扑结构，谐振频率为 140 kHz • 恒流恒压模式 • 基于SPC58NN84E7RMHBR单片机的控制级 • 12 V 输入电源电压与输出电压 GND（高压电池）电气隔离 • 汇流排互连的可能性 • 功率因数校正阶段： o 主要产品：TN3050H-12GY-TR SCR、STBR3012G2Y旁路二极体、SCTH35N65G2V-7AG碳化硅功率场效电晶体 o 输入：85 至 265 V交流， 45 至 65 Hz o 数位浪涌电流限制器 o 最大输入电流：32 A有效值 o 开关频率：70 kHz o 连续导通模式 （CCM） 下的平均电流模式控制 o PID 或 2p2z 2x 独立电流环路稳压器 o PID 或 2p2pz 稳压器 o SPC58NN84E7RMHBR 单片机控制器 • 直流-直流级： o 主要产品：STB47N60DM6AG功率场效电晶体、STPSC20065GY-TR输出二极体、A6387栅极驱动器 o 输出电压：250 至 450 V直流 o 开关频率：92 至 250 kHz，启动频率为 350 kHz o 两个独立的电流环路 （CC） o 一个电压环路加电流平衡 （CV） o PID 调节器 o SPC58NN84E7RMHBR 单片机控制器 • 符合 RoHs 标准