大聯(lián)大友尚集團(tuán)推出基于ST產(chǎn)品的30kW Vienna PFC整流器參考設(shè)計(jì)方案

致力于亞太地區(qū)市場的國際領(lǐng)先半導(dǎo)體元器件分銷商---大聯(lián)大控股近日宣布，其旗下友尚推出基于意法半導(dǎo)體（ST）STM32G474RET3 MCU、STPSC40H12C SiC肖特基二極管、SCT018W65G3-4AG SiC MOSFET和STGAP2SICS電流隔離驅(qū)動(dòng)器IC的30kW Vienna PFC整流器參考設(shè)計(jì)方案（STDES-30KWVRECT）。

圖示1-大聯(lián)大友尚基于ST產(chǎn)品的30kW Vienna PFC整流器參考設(shè)計(jì)方案的展示板圖

當(dāng)前，雖然電動(dòng)汽車市場呈現(xiàn)出迅速增長的態(tài)勢，但充電技術(shù)依舊是用戶關(guān)注的痛點(diǎn)。為提升用戶的充電體驗(yàn)，各大汽車制造商紛紛投入研發(fā)資源，以推出更快速、更高效的充電技術(shù)。在此背景下，大聯(lián)大友尚基于ST STM32G474RET3 MCU、STPSC40H12C SiC肖特基二極管、SCT018W65G3-4AG SiC MOSFET和STGAP2SICS電流隔離驅(qū)動(dòng)器IC推出30kW Vienna PFC整流器參考設(shè)計(jì)（STDES-30KWVRECT）方案，實(shí)現(xiàn)了低總諧波失真（滿負(fù)載時(shí)，THD低于5%）和高功率系數(shù)（滿負(fù)載時(shí)高于0.99），可以為廠商帶來更高的能效和可靠性。

圖示2-大聯(lián)大友尚基于ST產(chǎn)品的30kW Vienna PFC整流器參考設(shè)計(jì)方案的場景應(yīng)用圖

STDES-30KWVRECT為基于三電平Vienna拓?fù)涞拇蠊β嗜嘤性辞岸耍ˋFE）整流器應(yīng)用，引入了完整的數(shù)字電源解決方案。

在直流快充電源中，Vienna整流器用作三相升壓轉(zhuǎn)換，可將交流輸入電壓升高至800VDC輸出，同時(shí)在所有三相上施加與輸入電壓同相的正弦輸入電流。在設(shè)計(jì)時(shí)，每相由一個(gè)升壓電感、一對整流器（STPSC40H12C SiC肖特基二極管）和一組串聯(lián)MOSFET組成，每個(gè)位置使用兩個(gè)并聯(lián)的SCT018W65G3-4AG SiC MOSFET。

此外，方案的驅(qū)動(dòng)電路采用STGAP2SICS電流隔離驅(qū)動(dòng)器IC，能夠提供4A驅(qū)動(dòng)電流能力和高達(dá)100V/ns的共模瞬態(tài)抗擾度（CMTI）。在控制層面，方案采用STM32G474RET3 MCU，能夠控制PFC、THD、電壓調(diào)節(jié)、輸入過流保（OCP）、過壓保護(hù)（OVP）、軟啟動(dòng)和浪涌電流，確保整個(gè)充電過程的安全性。

圖示3-大聯(lián)大友尚基于ST產(chǎn)品的30kW Vienna PFC整流器參考設(shè)計(jì)方案的方塊圖

不僅如此，方案配有支持板載STM32G4的固件——STSW-30KWVRECT，并提供原理圖和BOM清單，用戶可從中獲取軟啟動(dòng)程序或控制算法等軟件功能，從而快速完成設(shè)計(jì)開發(fā)工作，將充電模塊更快地推向市場。

核心技術(shù)優(yōu)勢：

●   具有數(shù)字控制STDES-30KWVRECT的30kW Vienna PFC整流器參考設(shè)計(jì)；

●   基于STM32G474RE數(shù)字電源MCU STSW-30KWVRECT的30kW Vienna PFC整流器的固件；

●   主流Arm Cortex-M4 MCU 170MHz，帶512Kbyte閃存STM32G474RET3；

●   采用HiP247-4封裝的650V、18mOhm（典型值）、119A碳化硅功率MOSFET SCT018W65G3-4AG；

●   1200V、40A高浪涌碳化硅功率肖特基二極管STPSC40H12C；

●   用于SiC MOSFET的電隔離4A單柵極驅(qū)動(dòng)器STGAP2SICS；

●   應(yīng)用于電動(dòng)汽車充電。

方案規(guī)格：

●   輸入線間交流電壓：345（Min）、400（Typ）、460（Max）Vac；

●   輸入交流頻率：47（Min）、50（Typ）、63（Max）Hz；

●   輸出電壓：700（Min）、800（Typ）、850（Max）VDC；

●   輸出功率：30kW；

●   輸出電流：37.5A（Max），VDC=800V；

●   輸入電流：50A（Max），VAC（L-L）=350V；

●   峰值效率：98.70%，VAC(L-L)=400V, Vout=800V；

98.84% VAC(L-L)=450V，Vout=800V；

●   總諧波失真：<3>50%；

●   功率因數(shù)：0.99（Typ），負(fù)載>50%；

●   浪涌電流：30A（Max）VAC(L-L)=450V。