大聯大友尚集團推出基于ST產品的6KW高壓DC/DC轉換器方案

2023年12月19日，致力于亞太地區市場的國際領先半導體元器件分銷商---大聯大控股宣布，其旗下友尚推出基于意法半導體（ST）STM32G4、STW40N95DK5以及STPSC40H12CWL等產品的6KW高壓DC/DC轉換器方案（STDES-6KWHVDCDC）。

圖示1-大聯大友尚基于ST產品的6KW高壓DC/DC轉換器方案的展示板圖

隨著電動汽車的普及，充電基礎設施的發展成為推動電動交通革命的關鍵因素。在此背景下，DC/DC轉換器作為汽車充電系統中重要的一部分，也扮演著愈發重要的角色。為了滿足用戶對更快速、更可靠的充電體驗，大聯大友尚基于ST STM32G4、STW40N95DK5以及STPSC40H12CWL等產品推出6KW高壓DC/DC轉換器方案（STDES-6KWHVDCDC），此方案可以為電動汽車提供高效的充電體驗。 

圖示2-大聯大友尚基于ST產品的6KW高壓DC/DC轉換器方案的場景應用圖

STDES-6KWHVDCDC方案搭載一個數字控制的全橋LLC諧振轉換器，并使用SiC二極管用于輸出整流。根據輸出電壓要求，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，從而在整個輸出電壓范圍內大幅提高效率。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。其中，雙變壓器適用于200V-500V或500V-1000V，單變壓器型號可通過頻率折返在200V-1000V電壓下使用。

在產品選型中，將STW40N95DK5 MDmesh DK5功率MOSFET用于LLC級、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GND為基準，為MOSFET柵極驅動器、微控制器和信號調理器供電。除了PM8834MTR柵極驅動器IC外，LLC MOSFET的柵極驅動還通過柵極驅動變壓器進行隔離。 

圖示3-大聯大友尚基于ST產品的6KW高壓DC/DC轉換器方案的方塊圖

經測試，此方案具有出色的電源能效，進一步體現了ST產品的卓越性能以及全面的數字控制能力，其能夠在寬輸入電壓和負載條件下實現高效率。未來大聯大還將攜手ST推出更多電源解決方案，為汽車電動化變革提供助力。

核心技術優勢：

?   基于全數字LLC拓撲的6KW高壓DC-DC轉換器；

?   2種型號：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可適應不同磁性元件；

?   獨特的專利控制方案；

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

?   峰值效率：98%；

?   數字控制，基于STM32G474微控制器；

?   全面的安全機制。

方案規格：

?   輸入直流電壓700VDC至800VDC；

?   3KW負載時的峰值效率>98%；

?   滿載時的峰值效率>97.5%；

?   輸出電壓200V – 1000V直流；

?   最大輸出功率6KW（最大電流12A）；

?   DC/DC轉換器拓撲全橋LLC；

?   全電壓范圍的LLC電源轉換器頻率范圍；

?   80Khz – 270Khz（帶軟啟動）；

?   90Khz – 180kHz（第1版）；

?   90Khz – 140kHz（第2版）；

?   輔助電源輸入直流電壓20VDC – 25VDC；

?   啟動：軟啟動；

?   整流拓撲：中心抽頭（200V – 500V），全橋（500V – 1000V）；

?   冷卻強制空氣。