大多數人認為電動車(EV)是一種新事物，但19世紀建造的首批汽車中有一些是電動汽。此后內燃機(ICE)汽車迅速占領了市場，而電動車在大多數情況下很快就被遺忘了。在20世紀70年代的石油危機期間，以及在20世紀90年代加州空氣資源委員會(CARB)創建零排放汽車(ZEV)計劃時，電動車雖提上議程，但未能占主導地位。

這次，電動車市場將持續存在，并一直在穩步增長。從充電方法的角度來看，電動車有兩個主要組別。第一組包含混合動力電動車(HEV)和輕度混合動力電動車(MHEV)，它們通過一個內燃機或再生制動和能量回收給自己的電池充電。第二組包括插電式混合動力汽車(PHEV)和電池驅動的電動汽車(BEV)，即必須“插電”充電的類型。正是這類車輛需要一個車載充電器(OBC)。

OBC可以接受單相或三相電源，并提供高達22 kW的功率以實現最快的充電。由于所有電池都需要DC電流進行充電，OBC的核心功能是整流電源輸入，并將其轉換為適合電池的充電電壓--可能是400 V或越來越多的800 V。

OBC有兩個主要功率級。首先，功率因素校正(PFC)級，保持輸入電流和電壓之間的相位關系，最大限度地減少線路/電網電流的總諧波失真(THD)。這有助于減少任何浪費的無功功率，提高整體能效。

第二功率級是DC-DC轉換器，它從PFC級獲得DC輸出，并將其轉換為電池充電所需的電平。轉換器的輸出電壓和電流基于電池的整體健康狀態和充電狀態隨時間變化。

一些OBC正在被設計為提供雙向能力，允許電網到車輛和車輛到電網的電力傳輸。這將使能源公司和客戶能夠利用電動車中大量的存儲電力，提供額外的能源儲備以應對需求高峰。車主將從中受益，因為他們在高峰期向電網出售電力(因此價格較高)，在非高峰期補給其車輛，因讓公用事業公司使用他們儲存的能源而帶來小額收入。

大多數單向的OBC使用LLC或移相全橋(PSFB)拓撲結構。對于雙向設計，CLLC或雙有源橋(DAB)是常見的，而且越來越受歡迎。碳化硅(SiC)MOSFET被越來越多地使用，因為它們的開關損耗更低、開關速度更快和工作溫度更高。

單向OBC的次級端整流可以是無源的(使用二極管)或同步的，后者使用功率開關以獲得更好的能效。在雙向OBC中，二次整流將需要一個支持CLLC的全橋，或一個雙有源橋的后半部分。在所有情況下，使用碳化硅器件(二極管和開關)將提高能效并提供穩定可靠性。然而，在一些成本優化的OBC設計中，仍然使用超級結MOSFET，這取決于電平、電壓和可接受的能效。

電動車內電池容量的巨大差異，促使人們對OBC設計的可擴展性和靈活性的需求。例如，輕型乘用車的電池容量通常在30千瓦時(kWh)至100 kWh以上，而在大型車輛(如SUV)中，這數字可能上升到150 kWh。現在的趨勢是電池組的容量不斷增加，以延長電動車的充電間隔時間。一些進入市場的乘用車的電池容量接近200 kWh，較大的電池將遷移到800 V以加快充電過程。

視乎所選擇的OBC拓撲結構，將需要多種類型的半導體器件。安森美(onsemi)為3.3 kW到22 kW的汽車OBC功率級和高達800 V的電池電壓提供解決方案。該產品陣容包括SiC MOSFET、帶有共封裝SiC二極管的混合IGBT、超結MOSFET、汽車功率模塊(APM)、SiC二極管、門極驅動器、穩壓電源和車載網絡解決方案。

采用安森美技術，賦能客戶提供靈活的OBC和基礎設施充電解決方案，適用于廣泛的電動車應用。

責任編輯：haq