淺談8KW 碳化硅全橋LLC解決方案

隨著電動汽車的火熱發展，充電樁和車載充電器的方案已經成為市場的熱點。 此類應用中，其輸入電壓大都是三相交流輸入，經過三相PFC后，直流母線電壓會高到7，800V， 如此高的直流母線電壓給后級的DC/DC變換器的設計帶來極大的挑戰。

首先是器件的選擇，800V的母線電壓，要求DC/DC的MOSFET的額定電壓至少需要1000V，而在這個電壓等級下的MOS管選擇非常有限。所以，目前大多數方案采用的三電平電路，用兩個600V的MOSFET串聯，來解決高母線電壓帶來的MOS管應力問題。 其次是高壓下的開關損耗很大，使得我們必須選擇軟開關的電路拓撲。LLC變換器可以在全負載范圍內實現ZVS，使高壓輸入下，高開關頻率成為可能。 下圖給出了典型三電平全橋諧振變換器的電路。

三電平全橋LLC變換器

三電平變換器有其獨有的優點，比如每個Mosfet只需要承受一半的輸入電壓;當然，也有缺點，比如每個橋臂需要4個MOSFET以及各自的驅動，增加了系統復雜度，再比如每個橋臂需要各自的鉗位二極管，增加了系統成本。

本文中，將介紹我們8KW LLC變換器的設計方案。使用Cree的1200V 碳化硅Mos管代替上圖中兩個串聯的MOS，三電平變換器簡化成傳統兩電平全橋變換器，如下圖。 同時，我們將開關頻率設定到160KHz，減小了磁性器件和整個變換器的體積。

8KW 碳化硅全橋LLC解決方案