自電動汽車(EV)在汽車市場站穩腳跟以來，電動汽車制造商一直在追求更高功率的傳動系統、更大的電池容量和更短的充電時間。為滿足客戶需求和延長行駛里程，電動汽車制造商不斷增加車輛的電池容量。然而，電池越大，意味著充電的時間就越長。

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常見的充電方法是在家充一整夜或白天到工作場所充電。這兩種情況對電動汽車的功率水平提出了不同的要求。使用家中的住宅電源插座可能無法在一整夜后就為電動汽車充滿電。工作場所提供的可能是中等功率的交流充電樁，如果汽車配備的是較低功率的車載充電器 (OBC)，那么充電樁使用時間可能會成為一個問題。加大 OBC 功率會讓充電時間更合理，但這也增加了系統復雜性和設計難度。雖然高功率直流充電樁可以將電池快充到 80% 的電量，但這還遠未普及。

為同時解決充電時間和性能問題，許多電動汽車平臺正從目前的 400V 電池組遷移到 800V 電池組。當車輛處于行駛模式時，可以利用較高的可用電壓在保

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持功率水平不變的情況下增加電機功率輸出或提高系統效率。在充電模式下，較高的電池電壓會降低電池充電所需的電流，并且可以縮短充電時間。影響 OBC 設計的兩個關鍵因素是電壓和開關頻率。通過增加電壓和開關頻率，可以顯著提高OBC 容量。系統架構必須考慮更高的電壓，1200V 器件之所以受歡迎，正是因為其擁有更高的阻斷電壓能力。

除了大力發展 800V 主電池組外，提高 OBC 的功率也是當前的一大趨勢。過去，6.6kW 功率的充電樁很常見。如今，很多設計都是 11kW（分相電源）和 22kW（三相電源）。雖然這種功率水平往往在家中無法實現，但美國目前擁有超過126,000 個這種功率水平的交流充電樁。OBC 的功率越高，在上班期間或許多公共場所充電就越快，從而無需在家中充滿電。隨著 OBC 功率水平的提高，碳化硅 (SiC) MOSFET 的優勢也進一步凸顯。

事實證明，在更高開關頻率的應用中，基于SiC 的組件相比 IGBT 組件更具優勢。SiC 技術還為 800V 電池的開發提供了設計優勢。它可以縮小 OBC 系統的尺寸并提高“從發電到驅動”的整體效率。

繼成功推出第一代

1200 V EliteSiC M1 MOSFET 后，安森美最近發布了第二代 1200 V EliteSiC M3 MOSFET，著重優化了開關性能。M3S產品包括 13/22/30/40/70 mΩ，適用于 TO247-4L 和 D2PAK?7L 的分立式封裝。NVH4L022N120M3S 是符合車規要求的 MOSFET，在 1200 V 時的導通電阻 RDS(ON) 最低為 22 m?。

安森美團隊已經對 M3S 相較于 M1 的關鍵特性優勢進行了廣泛的測試。有關測評設置的更多詳細信息，請參閱該應用手冊。M3S (NTH4L022N120M3S) 需要的總柵極電荷 QG(TOT) 相比 M1 (NTH4L020N120SC1) 更少，這大大降低了柵極驅動器的灌電流和拉電流（如圖 1 所示）。在默認 VGS(OP) = +18V 的情況下，M3S 的電荷為 135 nC，與之前的M1 相比，RDS(ON)*QG(TOT) 中的 FOM（品質因數）減小了 44%，說明在導通電阻 RDS(ON) 器件相同的情況下，只需要 56% 的開關柵極電荷。

與 M1 相比，M3S 在其寄生電容 COSS 中存儲的能量 EOSS 更少，因此在更輕的負載下具有更高的效率（圖 2）。由于 EOSS 取決于漏源電壓，而不是電流，因此它是輕載時效率的關鍵損耗。

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? 圖 1. 總柵極電荷? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖?2. EOSS（COSS?中存儲的能量）? 開關損耗是系統效率的關鍵參數。圖 3. 顯示了開關性能，其中在給定條件下 M3S 的開關性能大幅改善，EOFF 相比 M1 降低了 40%，EON 降低了 20-30%，總開關損耗降低了 34%。在高開關頻率應用中，它將消除導通電阻 RDS（ON）溫度系數較高的缺點。

圖 3.電感開關損耗

提高開關頻率有助于設計人員減小儲能組件（如電感器、變壓器和電容）的尺寸，從而縮小系統體積。更緊湊的尺寸和更高的功率密度使 OBC 系統的封裝尺寸更小，這讓工程師有更多機會為車輛其它地方分配更多重量。此外，在更高的電壓下運行還可以減少整個車輛所需的電流，從而降低電源系統、電池和 OBC 之間的電纜成本。