【大大芯方案】汽車充電高效更安全，大聯(lián)大推出基于ST產(chǎn)品的6 kW高壓DC-DC轉(zhuǎn)換器解決方案

2023年12月19日，致力于亞太地區(qū)市場(chǎng)的領(lǐng)先半導(dǎo)體元器件分銷商---大聯(lián)大控股宣布

其旗下友尚推出基于意法半導(dǎo)體（ST）STM32G4、STW40N95DK5以及STPSC40H12CWL等產(chǎn)品的6KW高壓DC/DC轉(zhuǎn)換器方案（STDES-6KWHVDCDC）。?

圖示1-大聯(lián)大友尚基于ST產(chǎn)品的6KW高壓DC/DC轉(zhuǎn)換器方案的展示板圖

隨著電動(dòng)汽車的普及，充電基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展成為推動(dòng)電動(dòng)交通革命的關(guān)鍵因素。在此背景下，DC/DC轉(zhuǎn)換器作為汽車充電系統(tǒng)中重要的一部分，也扮演著愈發(fā)重要的角色。為了滿足用戶對(duì)更快速、更可靠的充電體驗(yàn)，大聯(lián)大友尚基于ST STM32G4、STW40N95DK5以及STPSC40H12CWL等產(chǎn)品推出6KW高壓DC/DC轉(zhuǎn)換器方案（STDES-6KWHVDCDC），此方案可以為電動(dòng)汽車提供高效的充電體驗(yàn)。

圖示2-大聯(lián)大友尚基于ST產(chǎn)品的6KW高壓DC/DC轉(zhuǎn)換器方案的場(chǎng)景應(yīng)用圖

STDES-6KWHVDCDC方案搭載一個(gè)數(shù)字控制的全橋LLC諧振轉(zhuǎn)換器，并使用SiC二極管用于輸出整流。根據(jù)輸出電壓要求，LLC變壓器輸出配置可在中心抽頭和全波之間互換。這可使頻率折返，從而在整個(gè)輸出電壓范圍內(nèi)大幅提高效率。方案配備用于有限電壓的雙變壓器（較小的磁芯）和用于寬輸出的單變壓器2種型號(hào)。其中，雙變壓器適用于200V-500V或500V-1000V，單變壓器型號(hào)可通過頻率折返在200V-1000V電壓下使用。

在產(chǎn)品選型中，將STW40N95DK5 MDmesh DK5功率MOSFET用于LLC級(jí)、STPSC40H12CWL SiC二極管用于整流、STM32G474RET6 MCU用于管理控制。并且輔助電源以次級(jí)GND為基準(zhǔn)，為MOSFET柵極驅(qū)動(dòng)器、微控制器和信號(hào)調(diào)理器供電。除了PM8834MTR柵極驅(qū)動(dòng)器IC外，LLC MOSFET的柵極驅(qū)動(dòng)還通過柵極驅(qū)動(dòng)變壓器進(jìn)行隔離。

圖示3-大聯(lián)大友尚基于ST產(chǎn)品的6KW高壓DC/DC轉(zhuǎn)換器方案的方塊圖

經(jīng)測(cè)試，此方案具有出色的電源能效，進(jìn)一步體現(xiàn)了ST產(chǎn)品的卓越性能以及全面的數(shù)字控制能力，其能夠在寬輸入電壓和負(fù)載條件下實(shí)現(xiàn)高效率。未來(lái)大聯(lián)大還將攜手ST推出更多電源解決方案，為汽車電動(dòng)化變革提供助力。

▌核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)

• 基于全數(shù)字LLC拓?fù)涞?KW高壓DC-DC轉(zhuǎn)換器；

• 2種型號(hào)：用于有限電壓的雙變壓器（較小的磁芯），用于寬輸出的單變壓器；

• 相同的PCB可適應(yīng)不同磁性元件；

• 獨(dú)特的專利控制方案；

• 可處理200VDC – 1000VDC的輸出電壓范圍，最大限制為12A；

• 峰值效率：98%；

• 數(shù)字控制，基于STM32G474微控制器；

• 全面的安全機(jī)制。

▌方案規(guī)格

• 輸入直流電壓700VDC至800VDC；

• 3KW負(fù)載時(shí)的峰值效率>98%；

• 滿載時(shí)的峰值效率>97.5%；

• 輸出電壓200V – 1000V直流；

• 最大輸出功率6KW（最大電流12A）；

• DC/DC轉(zhuǎn)換器拓?fù)淙珮騆LC；

• 全電壓范圍的LLC電源轉(zhuǎn)換器頻率范圍；

• 80Khz – 270Khz（帶軟啟動(dòng)）；

• 90Khz – 180kHz（第1版）；

• 90Khz – 140kHz（第2版）；

• 輔助電源輸入直流電壓20VDC – 25VDC；

• 啟動(dòng)：軟啟動(dòng)

• 整流拓?fù)洌褐行某轭^（200V – 500V），全橋（500V – 1000V）

• 冷卻強(qiáng)制空氣。

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