新拓?fù)鋷砬腥肫鯔C(jī)　GaN進(jìn)軍電動(dòng)車OBC應(yīng)用

GaN Systems日前在應(yīng)用電力電子會(huì)議(APEC 2023)上發(fā)表了11kW/800V氮化鎵(GaN)車載充電器(On-Board Charger, OBC)參考設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)上，電動(dòng)車的OBC不是採用絕緣閘級(jí)電晶體(IGBT)，就是使用碳化硅(SiC)電晶體做為功率開關(guān)。但由于GaN Systems在電路拓?fù)?/a>設(shè)計(jì)上取得重大突破，因此讓GaN也能被用在OBC上。與基于SiC的OBC相比，GaN Systems的參考設(shè)計(jì)將功率密度提高了36%，整體物料清單(BOM)成本則可望降低15%以上。

這款11kW/800V氮化鎵車載充電器參考設(shè)計(jì)採用基于無橋圖騰柱功率因數(shù)校正(PFC)結(jié)構(gòu)的三階飛馳電容(Flying Capacitor)拓?fù)?，及雙主動(dòng)橋式AC/DC和DC/DC轉(zhuǎn)換器，在功率密度及總物料成本上與市場(chǎng)做出區(qū)隔。三階飛馳電容拓?fù)渲兴鶔裼玫牡?GaN)電晶體能達(dá)到優(yōu)異的切換頻率，有效減低一半電壓壓力，使650V GaN電晶體也能應(yīng)用于這款或其他800V電源系統(tǒng)中。

GaN Systems副總經(jīng)理莊淵棋指出，三階飛馳電容拓?fù)洳⒎荊aN Systems的發(fā)明，但以往這種拓?fù)渲皇菍W(xué)術(shù)研究的題目，尚未被運(yùn)用在實(shí)際產(chǎn)品中。GaN Systems投入相當(dāng)多心力與資源，克服了將這種拓?fù)鋸膶?shí)驗(yàn)室?guī)У缴虡I(yè)應(yīng)用所需跨越的許多技術(shù)障礙。而為了讓OBC製造商能盡快評(píng)估這種全新拓?fù)渌邆涞膬?yōu)勢(shì)，GaN Systems決定以參考設(shè)計(jì)的形式，向業(yè)界發(fā)表其技術(shù)上的突破。

與現(xiàn)有的SiC OBC相比，GaN Systems提出的參考設(shè)計(jì)在功率密度上增加了36%，同時(shí)BoM成本則降低至少15%。這都還只是在與SiC同等開關(guān)速率的條件下所得到的比較結(jié)果，如果進(jìn)一步提高GaN的開關(guān)速率，基于GaN的OBC在尺寸、功率密度與成本上，領(lǐng)先SiC OBC的幅度還能進(jìn)一步擴(kuò)大。因此，隨著時(shí)間經(jīng)過，GaN OBC的優(yōu)勢(shì)將會(huì)越來越顯著。