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東芝SiC MOSFET電動汽車電力轉換系統參考設計

2021-08-02

環境和能源問題是一個重要的全球性問題。同時,隨著電力需求持續升高,對節能的呼聲以及對高效、緊湊型電力轉換系統的需求也迅速增加。而在這其中,功率半導體扮演著極為重要的角色。


功率半導體具有將直流電轉換成交流電的逆變器功能,將交流電轉換成直流電的轉換器功能,還具有改變交流電頻率的變頻器功能,是幫助各類器件實現節能的重要器件。


相比于傳統的硅(Si)MOSFET和IGBT產品,基于全新碳化硅(SiC)材料的功率MOSFET具有耐高壓,高速開關,低導通電阻性能。除減少產品尺寸外,該類產品可極大降低功率損耗,從而大幅提升系統的能源效率。SiC MOSFET適用于大功率且高效的各類應用,包括工業電源、太陽能逆變器和UPS等。


東芝SiC MOSFET參考設計為您的設計添磚加瓦


電動汽車電力轉換系統參考設計


3相AC 400V輸入PFC轉換器

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隨著電動汽車的日益普及,對于高效、緊湊型的電力轉換系統的需求不斷提高。基于東芝TW070J120B的3相400V交流輸入功率因數校正(PFC)電路的參考設計實現了97%的功率轉換效率,功率因數可達0.99或更高。該參考設計為諸如電動汽車(EV)充電站等大功率轉換器的PFC(柵極驅動電路、傳感器電路、輸出功率開關)的提供了一個很好的起點,它可用作原型設計和開發應用程序的基礎,有助于發揮全部潛能。


特點:


具有3相圖騰柱配置的無橋配置,可直接切換每一相。


通過將SiC MOSFET用于功率開關,實現了高功率轉換效率。


可以通過調整柵極驅動電路的開關速度來優化權衡效率和EMI。


規格:


輸入電壓:3相AC 312V至528V


輸出電壓:DC 750V


輸出功率:4.0kW


電動汽車充電站及太陽能發電機逆變器參考設計


5kW隔離式雙向DC-DC轉換器

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基于東芝TW070J120B的5KW隔離式雙向DC-DC轉換器參考設計采用雙有源橋(DAB)法,是此類大功率轉換器的最受歡迎拓撲之一。DAB拓撲的兩側均有全橋,以便通過調節左右側橋電路之間的相位差來控制功率方向和大小。這種高度通用的參考設計是開發諸如電動汽車充電站和太陽能發電機逆變器等大功率轉換應用及原型設計的起點。


特點:


通過DAB方法實現雙向大功率轉換。


在高壓側使用SiC MOSFET實現高功率轉換效率。


包括低壓側MOSFET(TK49N65W5)和柵極驅動IC(TLP5214A)的整體解決方案。


規格:


高壓側:DC 732V至768V


低壓側:DC 396V至404V


額定功率:5.0kW


東芝TW070J120B—適用于高效率電源的新款1200V碳化硅MOSFET—

TW070J120B采用第2代芯片設計(內嵌SiC SBD),具有高耐壓、低輸入電容、低總柵電荷、低導通電阻、低二極管正向電壓、高柵極電壓閥值閾電壓等特性。在大容量AC-DC轉換器、光伏逆變器、大容量雙向DC-DC轉換器等工業應用中,這種新型MOSFET不僅將通過降低功率損耗來達到提高效率的目的,而且也將為縮小設備尺寸做出貢獻。


TW070J120B可提供-10V至25V的高柵極電壓閥值(Vth),可預防故障;-10V至25V的柵極-源極電壓(VGSS),支持更簡單的柵極驅動設計。


隨著東芝在功率半導體器件的研發不斷深入,未來將有更多優質的電子器件推向市場,助力電子產業蓬勃發展。


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