淺談8KW 碳化硅全橋LLC解決方案

隨著電動(dòng)汽車(chē)的火熱發(fā)展，充電樁和車(chē)載充電器的方案已經(jīng)成為市場(chǎng)的熱點(diǎn)。 此類(lèi)應(yīng)用中，其輸入電壓大都是三相交流輸入，經(jīng)過(guò)三相PFC后，直流母線電壓會(huì)高到7，800V， 如此高的直流母線電壓給后級(jí)的DC/DC變換器的設(shè)計(jì)帶來(lái)極大的挑戰(zhàn)。

首先是器件的選擇，800V的母線電壓，要求DC/DC的MOSFET的額定電壓至少需要1000V，而在這個(gè)電壓等級(jí)下的MOS管選擇非常有限。所以，目前大多數(shù)方案采用的三電平電路，用兩個(gè)600V的MOSFET串聯(lián)，來(lái)解決高母線電壓帶來(lái)的MOS管應(yīng)力問(wèn)題。 其次是高壓下的開(kāi)關(guān)損耗很大，使得我們必須選擇軟開(kāi)關(guān)的電路拓?fù)?。LLC變換器可以在全負(fù)載范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)ZVS，使高壓輸入下，高開(kāi)關(guān)頻率成為可能。 下圖給出了典型三電平全橋諧振變換器的電路。

三電平全橋LLC變換器

三電平變換器有其獨(dú)有的優(yōu)點(diǎn)，比如每個(gè)Mosfet只需要承受一半的輸入電壓;當(dāng)然，也有缺點(diǎn)，比如每個(gè)橋臂需要4個(gè)MOSFET以及各自的驅(qū)動(dòng)，增加了系統(tǒng)復(fù)雜度，再比如每個(gè)橋臂需要各自的鉗位二極管，增加了系統(tǒng)成本。

本文中，將介紹我們8KW LLC變換器的設(shè)計(jì)方案。使用Cree的1200V 碳化硅Mos管代替上圖中兩個(gè)串聯(lián)的MOS，三電平變換器簡(jiǎn)化成傳統(tǒng)兩電平全橋變換器，如下圖。 同時(shí)，我們將開(kāi)關(guān)頻率設(shè)定到160KHz，減小了磁性器件和整個(gè)變換器的體積。

8KW 碳化硅全橋LLC解決方案