8KW碳化硅全桥LLC解决方案

2018-10-17 16:55:50

3009 LLC 电动汽车 MOS管

　　随着电动汽车的火热发展，充电桩和车载充电器的方案已经成为市场的热点。此类应用中，其输入电压大都是三相交流输入，经过三相PFC后，直流母线电压会高到7，800V，如此高的直流母线电压给后级的DC/DC变换器的设计带来极大的挑战。
　　首先是器件的选择，800V的母线电压，要求DC/DC的MOSFET的额定电压至少需要1000V，而在这个电压等级下的MOS管选择非常有限。所以，目前大多数方案采用的三电平电路，用两个600V的Mosfet串联，来解决高母线电压带来的MOS管应力问题。其次是高压下的开关损耗很大，使得我们必须选择软开关的电路拓扑。LLC变换器可以在全负载范围内实现ZVS，使高压输入下，高开关频率成为可能。下图给出了典型三电平全桥谐振变换器的电路。

　　三电平全桥LLC变换器

　　三电平变换器有其独有的优点，比如每个Mosfet只需要承受一半的输入电压；当然，也有缺点，比如每个桥臂需要4个MOSFET以及各自的驱动，增加了系统复杂度，再比如每个桥臂需要各自的钳位二极管，增加了系统成本。
　　本文中，将介绍我们8KW LLC变换器的设计方案。使用Cree的1200V 碳化硅Mos管代替上图中两个串联的MOS，三电平变换器简化成传统两电平全桥变换器，如下图。同时，我们将开关频率设定到160KHz，减小了磁性器件和整个变换器的体积。

　　8KW 碳化硅全桥LLC解决方案