國內(nèi)新能源汽車始終保持著高速發(fā)展趨勢，從而不斷尋求更高的提升與改進，而提升續(xù)航里程最直接的辦法就是盡可能地提高電池的能量密度。但電池能量密度不能持續(xù)增加的時候，降低車用部件的重量成為另一個方向的選擇。而碳化硅功率器件有利于OBC功率密度的提升和重量的降低。

OBC重要性

OBC（車載充電器），作為新能源汽車核心零件，它直接決定了新能源汽車的安全性及穩(wěn)定性。同時OBC作為新能源汽車的核心器件之一，它的功率密度直接影響整車的重量，續(xù)航里程、充電時間等。

碳化硅功率器件與OBC

當前，智能化、輕量化、集成化將是電動汽車發(fā)展的趨勢，采用碳化硅功率器件可使電動汽車或混合動力汽車功率轉化能耗損失降低 20%，對大幅提高電動汽車續(xù)航里程具有重要意義，目前車載充電器（OBC）的應用較為廣泛，故在OBC產(chǎn)品上使用碳化硅功率器件對于提升OBC產(chǎn)品的效率、功率密度和質量密度提升上發(fā)揮了重要作用。

產(chǎn)品應用

OBC典型的線路結構是由PFC和DC/DC組成，OBC的前級PFC 線路和后級 DC/DC 輸出線路中均會使用碳化硅二極管（D1、D2、D3、D4、D5、D6），電池電壓的提升，意味著 OBC 后級輸出電壓升高，配合目前 OBC從單相220V到三相380V的發(fā)展趨勢，DC/DC次級器件會從目前的650V二極管轉變成1200V的相關產(chǎn)品。

圖一6.6KW OBC單相拓撲線路

1.碳化硅二極管（SiC SBD）應用

如圖一所示，在OBC的前級PFC線路和后級DC/DC輸出線路中會用到碳化硅二極管（D1、D2、D3、D4、D5、D6），優(yōu)勢在于反向恢復電流IR接近為零。而對于OBC的PFC線路，在PFC線路使用碳化硅二極管可提升PFC線路的效率；同時碳化硅二極管的QC和VF兩個主要參數(shù)也具有一定優(yōu)勢，故在OBC的后級輸出線路中使用碳化硅二極管可提升輸出整流的效率。瑞森半導體推出如下系列碳化硅二極管產(chǎn)品：

2. 超結MOSFET應用

在單相交流輸入的OBC（拓撲線路參考圖一）中，DC/DC的前段需使用開關管將直流電壓轉換成交流電壓，如PFC輸出的直流電壓在400V以下，且功率不超過6.6kW的產(chǎn)品，可選擇600V或650V系列的COOL MOS。瑞森半導體推出如下系列COOL MOS產(chǎn)品：

3. 碳化硅MOSFET應用

為了能縮短充電時間和提升動力電池電壓有的新能源汽車采用三相380V輸入的模式可以將功率提升到12KW以上，大幅度提升充電速度；同時電池電壓提升對于OBC技術的發(fā)展具有重要意義。將原來輸入電壓由單相220V AC變成三相380V AC后，PFC輸出級的電壓會相應提高到600V以上，而600V或650V系列的COOL MOS已經(jīng)無法滿足要求，故需選用1200V系列的SiC MOS材料。它在三相12kW以上的 OBC產(chǎn)品中有著重要位置，現(xiàn)有車載電源廠家已經(jīng)陸續(xù)開始生產(chǎn)三相12kW以上的 OBC，其都在使用SiC MOS作為DC/DC輸入級開關管，由此可見，SiC MOS是未來三相12kW以上的 OBC產(chǎn)品上的主要用料。

圖二OBC三相拓撲線路

碳化硅材料具有耐高壓、耐高溫、高效率、高頻率、抗輻射等優(yōu)異的物理和化學特性，能夠極大地提升現(xiàn)有能源的轉換效率。碳化硅MOSFET已經(jīng)在OBC應用中具有廣闊的市場。瑞森半導體推出如下系列碳化硅MOSFET產(chǎn)品：

4.碳化硅MOSFET封裝革新

碳化硅MOSFET開關速度快，開啟電壓Vth比COOL MOS要低，為更好的降低MOSFET誤動作的風險。如圖三、四所示:TO-247-3封裝的G-D-S變?yōu)镈-S1-S2-G,其中第二引腳 S1接負載端，三引腳S2接驅動端；故采用最新的封裝工藝將傳統(tǒng)的TO-247-3封裝變成TO-247-4封裝，從而實現(xiàn)碳化硅MOSFET功率源極和驅動源極分開，更好降低碳化硅MOSFET關斷時L*di/dt對碳化硅MOSFET柵極的影響。

圖三TO-247-3 碳化硅MOSFET 關斷過程線路

圖四TO-247-4 碳化硅MOSFET關斷過程線路