解決與氣候變化和控制二氧化碳排放相關(guān)的問題的需要正在范圍內(nèi)促進(jìn)電動(dòng)（EV）和混合動(dòng)力（HEV）汽車的使用。這些類型的車輛能夠減少甚至消除污染排放，其特點(diǎn)是配備一個(gè)或多個(gè)電動(dòng)機(jī)和高壓 （HV） 電池。如果汽車電池的額定電壓大于 60V，則可以視為高壓電池。高壓電池對(duì)于存儲(chǔ)移動(dòng)車輛以及為輔助和附件電路供電所需的能量至關(guān)重要。可以通過車載充電器或外部直流轉(zhuǎn)換器（快速充電）進(jìn)行充電。除了電池之外，還需要 DC-DC 轉(zhuǎn)換器和逆變器為動(dòng)力總成和其他車輛子系統(tǒng)供電，例如加熱、通風(fēng)、和空調(diào)（HVAC）。在圖 1 中，我們可以觀察典型 EV 和 HEV 動(dòng)力系統(tǒng)的框圖。

　　圖 1：典型 EV/HEV 動(dòng)力系統(tǒng)框圖

　　級(jí)是功率因數(shù)校正電路 （PFC），在本例中連接到三相高壓電源。該前端通常通過使用 Vienna 整流器來實(shí)現(xiàn)，這是一種基于 PWM 的方法，在需要高效率、低開關(guān)損耗和高 EMI/RFI 抗擾度的所有應(yīng)用中具有多種優(yōu)勢(shì)。PFC 后面是一個(gè)諧振 LLC DC-DC 初級(jí)轉(zhuǎn)換器，耦合到次級(jí) DC-DC 轉(zhuǎn)換器（或整流級(jí)），終可以為 HV 電池充電。

　　電動(dòng)汽車/混合動(dòng)力汽車充電

　　逐步放棄化石燃料并轉(zhuǎn)向電動(dòng)和混合動(dòng)力汽車，不可避免地會(huì)對(duì)充電站產(chǎn)生更大的需求。快速和超快速充電站能夠提供高達(dá) 250 kW 的直流電，可在車外將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，考慮到所涉及的高功率，以及車輛所涉及的重量和成本，這是一個(gè)強(qiáng)制性的解決方案。所需的組件。圖 1 中的相同框圖適用于快速和超快速充電站。特別是，在圖 2 中，我們可以觀察通過稱為維也納整流器的經(jīng)典方案實(shí)現(xiàn)的 PFC 級(jí)。

　　圖 2：Vienna 整流器，三相 PFC 級(jí)的經(jīng)典示例

　　為了實(shí)現(xiàn)高效率，保持較低的開關(guān)損耗，通常采用高功率 MOSFET、IGBT、功率集成模塊 （PIM） 和 SiC 器件，為實(shí)現(xiàn)三相 PFC 級(jí)提供完整的解決方案。事實(shí)證明，Vienna 整流器特別適合實(shí)現(xiàn) PFC 前端，其中功率單向流動(dòng)（從交流到直流）、開關(guān)兩端的功率密度高且電壓應(yīng)力低。Vienna 交流轉(zhuǎn)直流整流器提供非常接近單位值的功率因數(shù) （PF）、正弦電流和較低的總諧波失真 （THD）。

　　由于相對(duì)于傳統(tǒng)硅基器件具有卓越的電氣特性，SiC 功率分立器件為實(shí)現(xiàn)高效率 PFC 前端提供了解決方案。安森美半導(dǎo)體提供多種 SiC MOSFET 驅(qū)動(dòng)器選擇，適用于 PFC、高性能逆變器和大功率電機(jī)驅(qū)動(dòng)器等應(yīng)用。NCP71705 _專為驅(qū)動(dòng) SiC MOSFET 晶體管而設(shè)計(jì)，可提供允許柵極電壓，以實(shí)現(xiàn)盡可能的傳導(dǎo)損耗。通過在開啟和關(guān)閉期間提供高峰值電流，開關(guān)損耗也得以化。為了提高可靠性、dV/dt 抗擾度以及更快的關(guān)斷速度，NCP51705 可以利用其板載電荷泵來生成用戶可選的負(fù)電壓軌。對(duì)于隔離應(yīng)用，NCP51705 還提供外部可訪問的 5 V 電源軌，為數(shù)字或高速光隔離器的次級(jí)側(cè)供電。高功率交流到直流轉(zhuǎn)換器的升壓級(jí)受益于高效肖特基二極管的使用，例如英飛凌的CoolSiC肖特基二極管 650 V G6CoolSiC？ G6 的第六代碳化硅 （SiC） 肖特基二極管，阻斷電壓為 650 V。CoolSiCG6 旨在提高效率并實(shí)現(xiàn)緊湊的電源設(shè)計(jì)。CoolSiC？ 肖特基二極管 650 V G6 是一款的 SiC 二極管，可提供的正向電壓并獲得的效率。正向電壓降低的好處在較低的傳導(dǎo)損耗中顯而易見。CoolSiC？ 肖特基二極管 650 V G6 的正向電壓較低，可降低傳導(dǎo)損耗，從而有助于實(shí)現(xiàn)更高的效率和更低的器件結(jié)溫。ROHM Semiconductor提供多種適用于高功率汽車級(jí)應(yīng)用的碳化硅器件。SCS220AGHR _例如，肖特基勢(shì)壘二極管可提供 650V 的反向（擊穿）電壓，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過硅 SBD 的上限。該SiC SBD符合AEC-Q101汽車標(biāo)準(zhǔn)，具有高速開關(guān)和超短反向恢復(fù)時(shí)間。這限度地減少了反向恢復(fù)電荷和開關(guān)損耗，有助于終產(chǎn)品的小型化。AEC-Q101 提供 20A 的連續(xù)正向電流、4 至 140 uA 的反向電流以及 130W 的總功耗。該器件采用 TO-220AC 封裝，適用于車載充電器、無線充電器、電動(dòng)汽車充電器和轉(zhuǎn)換器等應(yīng)用。