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如何设计出更高能效的太阳能、工业驱动、电动汽车充电桩和服务器等应用 ...

2023-5-21 19:11| 发布者: 开心| 查看: 464| 评论: 0

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摘要: {本文由家电维修技术论坛小编收集整理资料}太阳能、电动汽车充电桩、储能、不间断电源(UPS)等能源基础设施，工业控制、人机接口、机器视觉等自动化控制，工业伺服、变频驱动、暖通空调(HVAC)等电机驱动，以及机器人 ...

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表5：充电桩MOS – FRFET：用于软开关拓扑，更小的Qrr和Trr实现更高的系统可靠性

表6：充电桩SiC二极管

表7：充电桩SiC二极管：第1.5代减小正向压降（第1代正向压降 = 1.5 V）和Qc

表8：充电桩SiC MOSFET 下面是一个15 kW/20 kW电动汽车充电桩方案：采用PFC + LLC拓扑，含6个Easy Drive MOSFET FCH040N65S3/FCH029N65S3，6个SiC二极管FFSH20120A/FFSH30120A，8个FRFET MOSFET NTHL040N65S3F/NTHL033N65S3HF，输出端用16个SiC二极管FFSH2065B/FFSH3065B。SiC二极管能够提供卓越的开关性能，且比硅具有更高的可靠性，无逆向恢复电流、温度无关开关特性和卓越的热性能，使系统具备更高能效、更快的运行频率、提高的功率密度、降低的EMI，以及减小的系统尺寸和成本。

图2：电动汽车充电桩典型应用框图服务器和工业电源市场 5G、云数据中心电源都对高能效和功率密度有非常高的要求。SiC器件高达98%的能效，完美契合5G和云电源市场的发展，SiC二极管用于无源PFC级，而氮化镓(GaN)/SiC成为图腾柱和LLC级的选择。在输入电压220 V至230 V、输出电压400 V的条件下，普通的硅PFC方案采用连续导通模式(CCM)、双升压、全桥拓扑，能效不到95%，2个电感使得开关频率有限，且器件数多，占位大，而SiC赋能的PFC方案采用反激图腾柱，实现更高能效(98%)、频率、功率密度和双向功率流，更少器件数。图腾柱PFC是构建80PLUS®Titanium标准电源的一种高性价比方案，用于数据中心、计算应用和车载电池充电器。如Solantro的SA8000-N TP-PFC控制器结合安森美半导体的SiC MOSFET帮助实现超过99％的能效，并提供优化的开关模式、可靠的启动、高功率密度和更低的功率损耗。辅助电源方案无论是能源基础设施，电动汽车充电桩，还是服务器，都需要辅助电源。反激转换器是最流行的辅助电源拓扑，因为它具有更少的器件数量和物料单(BOM)成本。对于小于30 W的输出功率水平，内置高压MOSFET的AC - DC开关电源是易于设计和紧凑尺寸的首选方法。安森美半导体提供从3 W到30 W的广泛的内置高压MOSFET的AC – DC电源开关产品阵容，包括NCP107x、NCP1067x和FSL5x8等。对于> 30W的输出功率水平，通常采用AC - DC控制器IC加外部MOSET方法，以提供设计灵活性并简化热管理。为了提高功率密度和转换能效，安森美半导体提供采用NCP1342的高频准谐振(QR)反激方案和采用NCP1568的零电压开关(ZVS)有源钳位反激方案。变压器设计是反激设计的关键。为帮助电源设计减少开发工作量，安森美半导体提供一系列交钥匙参考设计和设计电子表格工具。安森美半导体的宽禁带生态系统宽禁带可以实现太阳能逆变器、服务器电源、电动汽车充电桩等设计的能效和性能飞跃，安森美半导体具备独一无二的宽禁带生态系统，包括650 V、1200 V、1700 V SiC二极管，650 V、750 V、900 V、1200 V、1700 V SiC MOSFET(全都符合车规认证)，GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)，SiC和GaN驱动器及集成模块，乃至方案、仿真模型及设计软件等，并与整个供应链中的多家公司合作以降低价格并加快上市时间，其基于物理的模型平台，可以在工程师测试器件前提供其在整个温度范围内的性能。总结安森美半导体广泛的产品阵容从IGBT和功率MOSFET，到门极驱动器、运放、光耦、电源模块，包括先进的碳化硅及宽禁带生态系统，乃至完整的参考设计、现场应用支援和线上辅助设计的资源及工具，都可帮助工程师解决太阳能、工业驱动、电动汽车充电桩、服务器等应用领域不断提升的能效、功率密度和性能需求，推进创新。推荐阅读：运算放大器的串联：如何同时实现高精度和高输出功率串联RLC电路原理和应用使用超级电容储能：多大才足够大？变频器的整流单元是怎样工作的？只要简单接线配置，轻松将单级步进电机作为双级步进电机进行驱动要采购开关么，点这里了解一下价格!
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