充電中のEV

電気自動車の高速充電用のSiC(シリコンカーバイド)

急速充電DCステーションは、車載充電器(OBC)をバイパスすることにより、急速な直接バッテリ充電を可能にして、わずか30分で電気自動車(EV)の充電を実現します。

従来のSiコンポーネントをWolfspeedシリコンカーバイドのアップグレードに置き換えることにより、DC高速充電器の設計は、システム効率、電力密度、および信頼性の大幅な向上を実現できます。これらの高速充電器の設計は、通常、それぞれ20kW~60kWの電力変換ブロックの積み重ねられたグループで構成されています。

WolfspeedのWolfPACK™ SiC(シリコンカーバイド)電源モジュール

Wolfspeedシリコンカーバイド(SiC)電源モジュールは、非常に高い効率(97.0%ピーク)でより少ないコンポーネントを使用し、2倍以上の周波数(45-250kHz)でスイッチングする、よりシンプルな高速充電回路トポロジを可能にします。より高い周波数は、より小さな磁気とコンデンサを可能にし、その結果、より小さく、より軽く、そしてより安価なシステムの要因となります。

WolfspeedのWolfPACK™ FM3およびGM3電源モジュールは、EVの急速充電を含む中電力アプリケーションに最適です。

このモジュールは、様々なmΩオプションを備えたハーフブリッジおよびSiC MOSFET 6パック構成で提供されます。これらのデバイスは、ベースプレートレス設計、小型フットプリント、および圧入ピンを備えており、設計および組み立てプロセスでシステムレイアウトを単純に保ちながら、効率的で強力な性能を提供します。

この製品ファミリには、高性能窒化アルミニウム(AlN)基板モジュールが含まれています。これにより、熱抵抗を50%以上低減し、Aluminaと比較して7倍高い熱伝導率を実現できます。

25°CでR(ON) 製品SKU 構成 パッケージ 阻止電圧
11mΩ CAB011M12FM3 ハーフブリッジ FM3 1200V
16mΩ CAB016M12FM3 ハーフブリッジ FM3 1200V
21mΩ CCB021M12FM3 6パック FM3 1200V
32mΩ CCB032M12FM3 6パック FM3 1200V
6mΩ CAB006M12GM3 ハーフブリッジ GM3 1200V
8mΩ CAB008M12GM3 ハーフブリッジ GM3 1200V
6mΩ CAB006A12GM3 ハーフブリッジ
(AIN基板)
GM3 1200V
8mΩ CAB008A12GM3 ハーフブリッジ
(AIN基板)
GM3 1200V

高速充電リファレンス設計:25kW SiCアクティブフロントエンド(AFE)

CRD25AD12N-FMCリファレンス設計は、WolfspeedのWolfPACK™電源モジュールを適用して、電気自動車(EV)の急速充電に適用できる双方向の高電力密度アクティブフロントエンド(AFE)を作成する方法を示しています。

この設計は、複数の25kWAFEAFEをインターリーブすることでより高い電力レベルにスケールアップするのに理想的です。絶縁基板を備えた単一の電源モジュールを使用すると、一般的に使用される熱管理技術を使用してシステム設計が簡素化されます。

完全なスタックアップには、Wolfspeedモジュール、Skyworks Si823H-AAWA-KITゲートドライバ、ヒートシンク、磁気、電源PCB、電圧/電流センサ、およびコントローラが含まれます。

Skyworksボード図

図1:EV高速DC充電器のパワーコンバータの簡略ブロック図。

AFEパワー段

図2:高速DC充電器の設計に適したWolfspeedのWolfPACK™電源モジュールを備えた25kW双方向AC/DC AFE。

SkyworksInc.ソリューション

Skyworksの絶縁製品は、信頼性が高く、高性能で、堅牢です。10億を超えるチャンネルが展開され、10年以上の実績のあるテクノロジーを備えた当社の絶縁ソリューションは、世界中の産業および自動車関連の顧客から信頼されています。

SkyworksのSi823Hxゲートドライバボードは、Wolfspeedのクランプされた誘導負荷評価ボードとインターフェースしてWolfspeedのWolfPACK™モジュールの動的テストを行うように設計されています。

このボードは、モジュールを安全に駆動するためのデッドタイム制御とオーバラップ保護が組み込まれたSi823H2x2チャンネルゲートドライバを備えています。また、DC-DCコンバータを内蔵したSi88421xデジタルアイソレータを使用して、温度フィードバックを絶縁し、オンボードの絶縁ゲート電源を提供します。ユーザーが構成可能なゲート抵抗、ステータスLED、およびテストポイントにより、評価とプロトタイピングが簡単かつ効果的になります。

WolfspeedのWolfPACK™FM3およびGM3 Sic(シリコンカーバイド)電源モジュールのスイッチング性能を評価および最適化するために必要なツールを入手してください。

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