ST意法半導體的STDES-7KWOBC 是一款車載充電器 （OBC） 解決方案，可透過家用交流電源插頭或公共插座（交流充電站）為電動汽車 （EV） 的電池充電。
解決方案嵌入了兩個部分：帶 SiC 的交錯圖騰柱(interleaved totem pole) PFC 和基於 MDmesh DM6 超介面(super-junction)功率 MOSFET 的雙電氣隔離(dual galvanic isolated)全橋 LLC DC-DC零電壓開關(ZVS) 諧振轉換器。
電源平臺是一個 7 KW 模組，能夠在輸出端提供恆流 （CC） 或恒壓 （CV），以獨立 （1 PH+ N）、並聯或三相模式 （3Ph + N） 的方式達到 21 KW。
鋁基板上的底層絕緣金屬基板 （Insulated Metal substrate ,IMS） 可實現非常有效的散熱、促進空氣或液體冷卻。
組成解決方案的每個模組都可以透過導線或匯流排(bus bar)連接在相同類型的模組之間輕鬆互連，從而達到更高的輸出功率。
此解決方案的關鍵因素是藉助 SiC 和 SJ 功率 MOSFET、矽和 SiC 二極管、柵極驅動器、SPC58NN84E7RMHBR 功率架構汽車級微控制器以及用於浪湧電流限制的 SCR 晶閘管獲得的效率和高功率密度。
交錯式圖騰柱 PFC 的開關頻率為 70 kHz，而雙 DC-DC LLC 諧振轉換器的開關頻率範圍為 80 至 310 kHz。 交錯式圖騰柱具有電感器電流平衡控制，而 DC-DC LLC 具有輸出電流平衡控制。 這些功能確保並聯級的電流平衡。
AC-DC 圖騰柱 PFC 部分將 85 VAC 至 265 VAC 的輸入電壓轉換為 400 V。50 Hz 或 60 Hz 時的最大輸入電流為 32 A。
PFC 以連續導通模式 (CCM) 工作。
TN3050H-12GY-TR SCR 晶閘管thyristors以 14 mohm 的動態電阻實現浪湧電流。
PID 或 2p2 控制器透過兩個獨立的電流環路穩壓器調節電流。 這些控制在 SPC58NN84E7RMHBR MCU 控制器上實現。 第二個轉換器是基於超介面MOSFET 的雙諧振 DC-DC LLC。 輸出 DC-DC 電壓範圍為 250 VDC 至 450 VDC。 兩個獨立的恆流環路 (CC) 和一個恆壓環路 (CV) 加上電流平衡在第二個 SPC58NN84E7RMHBR MCU 控制器上實現。
MCU PFC 及LLC工作如下表，另可參閱附檔 getting start 手冊第六及第七章節有更多說明
►場景應用圖
意法半導體
►展示板照片
意法半導體
►方案方塊圖
意法半導體
►板上功能區塊
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►規格表
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►核心技術優勢
• 匯流排互 • 車規 MCU 控制 • 總峰效率大於94%。 • 短路、過載、過熱保護 • 兼容於不同類型的電池，以及不同類型的輸入電源， • 不同的電壓和電流條件下保持穩定，以確保充電過程的正常進行
►方案規格
• 前端PFC級採用2通道交錯圖騰柱interleaved totem pole拓撲結構，工作頻率為70 kHz • 數位浪湧電流控制 • DC-DC 級採用 FB LLC 諧振拓撲結構，諧振頻率為 140 kHz • 恆流恒壓模式 • 基於SPC58NN84E7RMHBR單片機的控制級 • 12 V 輸入電源電壓與輸出電壓 GND（高壓電池）電氣隔離 • 匯流排互連的可能性 • 功率因數校正階段： o 主要產品：TN3050H-12GY-TR SCR、STBR3012G2Y旁路二極體、SCTH35N65G2V-7AG碳化矽功率場效電晶體 o 輸入：85 至 265 V交流， 45 至 65 Hz o 數位浪湧電流限制器 o 最大輸入電流：32 A有效值 o 開關頻率：70 kHz o 連續導通模式 （CCM） 下的平均電流模式控制 o PID 或 2p2z 2x 獨立電流環路穩壓器 o PID 或 2p2pz 穩壓器 o SPC58NN84E7RMHBR 單片機控制器 • 直流-直流級： o 主要產品：STB47N60DM6AG功率場效電晶體、STPSC20065GY-TR輸出二極體、A6387柵極驅動器 o 輸出電壓：250 至 450 V直流 o 開關頻率：92 至 250 kHz，啟動頻率為 350 kHz o 兩個獨立的電流環路 （CC） o 一個電壓環路加電流平衡 （CV） o PID 調節器 o SPC58NN84E7RMHBR 單片機控制器 • 符合 RoHs 標準