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大联大友尚集团推出基于ST产品的30kW Vienna PFC 整流器参考设计方案

10/24 07:35
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致力于亚太地区市场的国际领先半导体元器件分销商---大联大控股宣布,其旗下友尚推出基于意法半导体(ST)STM32G474RET3 MCU、STPSC40H12C SiC肖特基二极管、SCT018W65G3-4AG SiC MOSFET和STGAP2SICS电流隔离驱动器IC的30kW Vienna PFC整流器参考设计方案(STDES-30KWVRECT)。

图示1-大联大友尚基于ST产品的30kW Vienna PFC整流器参考设计方案的展示板图

当前,虽然电动汽车市场呈现出迅速增长的态势,但充电技术依旧是用户关注的痛点。为提升用户的充电体验,各大汽车制造商纷纷投入研发资源,以推出更快速、更高效的充电技术。在此背景下,大联大友尚基于ST STM32G474RET3 MCU、STPSC40H12C SiC肖特基二极管、SCT018W65G3-4AG SiC MOSFET和STGAP2SICS电流隔离驱动器IC推出30kW Vienna PFC整流器参考设计(STDES-30KWVRECT)方案,实现了低总谐波失真(满负载时,THD低于5%)和高功率系数(满负载时高于0.99),可以为厂商带来更高的能效和可靠性。

图示2-大联大友尚基于ST产品的30kW Vienna PFC整流器参考设计方案的场景应用图

STDES-30KWVRECT为基于三电平Vienna拓扑的大功率三相有源前端(AFE)整流器应用,引入了完整的数字电源解决方案。

在直流快充电源中,Vienna整流器用作三相升压转换,可将交流输入电压升高至800VDC输出,同时在所有三相上施加与输入电压同相的正弦输入电流。在设计时,每相由一个升压电感、一对整流器(STPSC40H12C SiC肖特基二极管)和一组串联MOSFET组成,每个位置使用两个并联的SCT018W65G3-4AG SiC MOSFET。

此外,方案的驱动电路采用STGAP2SICS电流隔离驱动器IC,能够提供4A驱动电流能力和高达100V/ns的共模瞬态抗扰度(CMTI)。在控制层面,方案采用STM32G474RET3 MCU,能够控制PFC、THD、电压调节、输入过流保(OCP)、过压保护(OVP)、软启动和浪涌电流,确保整个充电过程的安全性。

图示3-大联大友尚基于ST产品的30kW Vienna PFC整流器参考设计方案的方块图

不仅如此,方案配有支持板载STM32G4的固件——STSW-30KWVRECT,并提供原理图和BOM清单,用户可从中获取软启动程序或控制算法等软件功能,从而快速完成设计开发工作,将充电模块更快地推向市场。

核心技术优势:

  • 具有数字控制STDES-30KWVRECT的30kW Vienna PFC整流器参考设计;
  • 基于STM32G474RE数字电源MCU STSW-30KWVRECT的30kW Vienna PFC整流器的固件;
  • 主流Arm Cortex-M4 MCU 170MHz,带512Kbyte闪存STM32G474RET3;
  • 采用HiP247-4封装的650V、18mOhm(典型值)、119A碳化硅功率MOSFET SCT018W65G3-4AG;
  • 1200V、40A高浪涌碳化硅功率肖特基二极管STPSC40H12C;
  • 用于SiC MOSFET的电隔离4A单栅极驱动器STGAP2SICS;
  • 应用于电动汽车充电。

方案规格:

  • 输入线间交流电压:345(Min)、400(Typ)、460(Max)Vac;
  • 输入交流频率:47(Min)、50(Typ)、63(Max)Hz;
  • 输出电压:700(Min)、800(Typ)、850(Max)VDC;
  • 输出功率:30kW;
  • 输出电流:37.5A(Max),VDC=800V;
  • 输入电流:50A(Max),VAC(L-L)=350V;
  • 峰值效率:98.70%,VAC(L-L)=400V, Vout=800V;

98.84% VAC(L-L)=450V,Vout=800V;

  • 总谐波失真:<3>50%;
  • 功率因数:0.99(Typ),负载>50%;
  • 浪涌电流:30A(Max)VAC(L-L)=450V。

 

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