在电动车进展的进程傍边，充电和换电是两个同时存在的计划。OBC能够经由过程两相或三相电给汽车充电，但其无奈餍足快充的需要。当初充电桩进展敏捷，已经有600kW的超充涌现，充电速率愈来愈切近亲近换电速率，但对电网压力很大，还需要时候遍及。换电则采用此外的体式格局，现代加急文书通报时，士兵在驿站改换膂力充足的马匹连续前行便是这类理念。能源电池作为电动汽车当中最低廉的部件，其可靠性相当首要，部份车主不太能接收随便改换能源电池的体式格局。而接收换电体式格局的用户则能够提早享受到靠近油车加油时候的应用感触感染。信任两个模式还会在一段时间内同时存在，直到极速充电失掉遍及。对于充电和换电的优缺点，一直是网上的争辩热门。本日来谈一谈换电站中充电电路设想，以及安森美(onsemi)模块给电路设想带来的上风。
充电站中的充电电路部份功能与功率局限和直流充电桩近似，作用是用电网交换电源给汽车电池充电，功率也同样是跨越OBC功率的大功率倏地充电，平日大于50kW。其对接电网部份是三相有源功率因数校订电路，如下以PFC简称。PFC 可坚持输出电流和电压之间的相位瓜葛，并将路线/电网电流中的总谐波失真 （THD） 降至最低。当初新的设想越来越多的需求双向事情的才能，完成能量在电池与电网间的双向固定。今朝风行的三相PFC路线有三种：6开关，T-NPC，I-NPC。
图1 6开关三相PFC路线
图2 T-NPC三相PFC路线
图3 I-NPC三相PFC路线
6开关电路简明，间接支撑双向事情，但需求较高耐压才能的功率器件。
T-NPC或I-NPC则能够抉择较低电压的自动开关器件，但若要有双向事情才能，则需要将图中的部份二极管替代为自动开关器件MOS或IGBT。
在汽车相干的电路设想傍边，可靠性相当首要。6开关三相PFC电路，领有最简明的电路设想，如果是双向的设想则加倍显然。在1200伏SIC MOSFET曾经大批量应用在汽车电路设想的情况下，这类架构无疑黑白常有吸引力的，特别是双向设想中。充电站中的电路设想需求更多思量服从，因其全部性命周期的电路运转时候很长，设想上以服从为优先能够勤俭更多电能下降电费。是以碳化硅器件是优先的抉择，尤其是对开关功能请求比较高的PFC部份。考虑到充电站的功率每每都比较大，单管并联的计划面对比较大的设想挑衅，其团体可靠性设想也至关艰苦。而模块计划则简化了团体的设想，可靠性上风伟大。
图 4 安森美碳化硅模块
安森美的碳化硅模块，领有比拟全的内阻档位抉择，3mΩ-40mΩ内阻局限适宜分歧功率的设想拔取，接纳半桥架构便利应用在PFC和DC-DC电路中。其卓越的热治理给用户带来卓越的团体散热功能，散热部份自带断绝特点大大便利设想与创造。相对分立器件计划，零件可靠性大大进步，创造难度大大下降。
NXH003P120和NXH004P120是接纳新一代M3S手艺的当先产物，其极低的内阻和寄生参数，异常适宜PFC部份需求，同时拥有优异的开关功能和低导通内阻。能够赞助用户完成非并联设想的更高功率输入。
PFC电路和电池之间是DC-DC部份，平日需求断绝。单向设想较多接纳LLC谐振电源或移相全桥PSFB（Phase Shifted Full Bridge）。而双向设想则更多接纳 CLLC 或 DAB（dual active bridge）。本日以LLC和CLLC为例，谈一谈碳化硅模块在充电站DC-DC电路中的使用上风。
LLC电路性能在各方面都体现很好，尤其是在最好事情点邻近时，能够完成异常现实的事情状况，进而失掉很高的运转服从。LLC其自身就拥有双向事情才能（副边接纳自动整流器件如SIC MOSFET），只是反向事情时无奈完成LLC体式格局事情，只能事情在较差的事情点（LC串连谐振模式），团体服从较低。CLLC（副边增添L2,C2）则能够统筹正向与反向事情点设想。
图5 双向设想的CLLC 电路布局
充电站普通请求兼容800V和400V电池，DC-DC次级能够分红两个线圈来经由过程串连或并联来对应800V或400V电池。如许能够大大下降设想的负载电压局限，实当初更接近现实事情点来事情，进而晋升服从勤俭电费。
尽管LLC和CLLC是谐振电源，其对开关器件的开关功能请求没有PFC级那样严峻，但SIC MOSFET依旧有很大上风。起首，电池的电压在充电过程当中一直在更改，LLC的原边并不是能一直在现实事情点邻近事情，SIC MOSFET的开关才能依旧有上风。其次，整流一侧的整流管要求好的开关功能，在充电器是双向事情的电路设想中，原边和副边都会在某一个模式下看成整流管应用，单向设想中，副边始终是整流模式。SIC MOSFET的体二极管领有很好的开关功能，能够更好的胜任整流事情的需要，下降关断时反向复原电流带来的影响。
图6 M3S手艺带来服从晋升显然
安森美的SIC MOSFET模块，尤其是基于新一代M3S手艺开辟的NXH003P120和NXH004P120供应卓越的内阻和开关特点，以及卓越的体二极管开关特点异常适宜充电站DC-DC部份特别是双向设想的电路能够赞助用户完成单模块非并联设想高功率输入才能。
总之，在高功率充电电路设想中，碳化硅手艺能够带来高效率目的，节能的同时拥有高可靠性（更高的耐温特点）。碳化硅模块则更加为设想创造带来便利，进一步晋升产物团体可靠性，在充电站这类高强度商业性使用场景，高效率和高可靠性加倍首要。
图8 SIC M3 MOS 模块F2封装半桥图例
图9 SICMOS半桥模块选型