Véhicule électrique en cours de chargement

Carbure de silicium pour la charge rapide des véhicules électriques

Les stations de charge rapide en courant continu permettent de recharger les véhicules électriques (VE) en 30 minutes seulement, en contournant le chargeur embarqué (OBC) pour une charge rapide et directe de la batterie.

En remplaçant les composants traditionnels en silicium par des mises à niveau en carbure de silicium de Wolfspeed, les conceptions de chargeurs rapides en courant continu permettent de réaliser des gains significatifs en termes de rendement, de densité de puissance et de fiabilité du système. Ces chargeurs rapides sont généralement construits avec des groupes empilés de blocs de conversion de puissance, de 20 kW à 60 kW chacun.

Chargeur de batterie de Skyworks

Avantages* du carbure de silicium de Wolfspeed pour la charge rapide des véhicules électriques

  • Rendement supérieur de 1 à 2 %, augmentation de 35 à 50 % de la densité de puissance, à des coûts de système comparables
  • Diminution du refroidissement global du système, boîtier mécanique plus petit et moins cher
  • Meilleure charge bidirectionnelle pour la capacité V2G (véhicule-réseau)

*Avantages du carbure de silicium par rapport aux solutions en silicium concurrentes

Modules d'alimentation en carbure de silicium WolfPACK™ de Wolfspeed

Les modules d'alimentation en carbure de silicium (SiC) de Wolfspeed permettent de simplifier la topologie des circuits de charge rapide en utilisant moins de composants, à un rendement très élevé (97,0 % en crête), et avec une fréquence de commutation plus de deux fois supérieure (45-250 kHz). La fréquence plus élevée permet d'utiliser des aimants et des condensateurs plus petits, ce qui permet d'obtenir un système plus compact, plus léger et moins coûteux.

Les modules d'alimentation WolfPACK™ FM3 et GM3 de Wolfspeed conviennent aux applications de moyenne puissance, notamment la recharge rapide des véhicules électriques.

Ces modules sont proposés dans des configurations de MOSFET en demi-pont et à six blocs avec une variété d'options mΩ. Les dispositifs se caractérisent par une conception sans socle, un encombrement compact et des broches à insertion en force, ce qui permet d'obtenir des performances efficaces et puissantes, tout en conservant des dispositions de système simples pour les processus de conception et d'assemblage.

Cette famille de produits comprend des modules de substrat en nitrure d'aluminium (AlN) hautes performances, qui peuvent réduire la résistance thermique de plus de 50 % et offrir une conductivité thermique 7 fois supérieure à celle de l'alumine.

Résistance R(ON) à 25°C Référence du produit Configuration Boîtier Tension de blocage
11 mΩ CAB011M12FM3 Demi-pont FM3 1200 V
16 mΩ CAB016M12FM3 Demi-pont FM3 1200 V
21 mΩ CCB021M12FM3 6 blocs FM3 1200 V
32 mΩ CCB032M12FM3 6 blocs FM3 1200 V
6 mΩ CAB006M12GM3 Demi-pont GM3 1200 V
8 mΩ CAB008M12GM3 Demi-pont GM3 1200 V
6 mΩ CAB006A12GM3 Demi-pont
(substrat AlN)		 GM3 1200 V
8 mΩ CAB008A12GM3 Demi-pont
(substrat AlN)		 GM3 1200 V

Conception de référence pour la charge rapide : circuit d'entrée analogique (AFE) actif SiC de 25 kW

La conception de référence CRD25AD12N-FMC démontre l'application des modules d'alimentation WolfPACK™ de Wolfspeed pour créer un circuit d'entrée analogique (AFE) actif bidirectionnel à haute densité de puissance pouvant être appliqué à la recharge rapide des véhicules électriques.

Cette conception est idéale pour passer à des niveaux de puissance plus élevés en intercalant plusieurs circuits AFE de 25 kW. L'utilisation d'un seul module d'alimentation avec un substrat isolé simplifie la conception du système grâce à des techniques de gestion thermique couramment utilisées.

L'ensemble complet comprend : des modules de Wolfspeed, des circuits d'attaque de grille Si823H-AAWA-KIT de Skyworks, un dissipateur thermique, des circuits magnétiques, des circuits imprimés de puissance, des capteurs de tension/courant et un contrôleur.

Schéma de la carte de Skyworks

Figure 1 : Schéma fonctionnel simplifié des convertisseurs de puissance d'un chargeur CC rapide pour véhicules électriques.

Étage de puissance AFE

Figure 2 : Circuit d'entrée analogique (AFE) bidirectionnel CA/CC de 25 kW, équipé de modules d'alimentation WolfPACK™ de Wolfspeed adaptés aux conceptions de chargeurs CC rapides.

Skyworks Inc. Solutions

Les produits d'isolement de Skyworks sont fiables, performants et robustes. Avec plus d'un milliard de canaux déployés et plus d'une décennie consacrée à une technologie qui a largement fait ses preuves, nos solutions d'isolement bénéficient de la confiance des clients industriels et automobiles du monde entier.

La carte du circuit d'attaque de grille Si823Hx de Skyworks est conçue pour interfacer avec les cartes d'évaluation de charges inductives bloquées de Wolfspeed pour le test dynamique des modules WolfPACK™ de Wolfspeed.

La carte est équipée d'un circuit d'attaque de grille à deux canaux Si823H2x, avec contrôle intégré du temps de récupération et protection contre le chevauchement de manière à piloter les modules en toute sécurité. Elle utilise également l'isolateur numérique Si88421x avec convertisseur CC/CC intégré pour isoler la rétroaction de température et fournir l'alimentation de grille isolée intégrée. Les résistances de grille configurables par l'utilisateur, les LED d'état et les points de test rendent l'évaluation et le prototypage simples et efficaces.

Obtenez les outils dont vous avez besoin pour évaluer et optimiser les performances de commutation des modules d'alimentation en carbure de silicium WolfPACK™ FM3 et GM3 de Wolfspeed.

Numéro de référence Carte CIL Emetteur-récepteur
différentiel		 Circuit d'attaque de grille
de Skyworks		 Circuit d'attaque de grille
de Wolfspeed
CAB011M12FM3 KIT-CRD-CIL12N-FMA CGD12HB00D Si823H-AAWA-KIT CGD1700HB2M-UNA
CAB016M12FM3 KIT-CRD-CIL12N-FMA CGD12HB00D Si823H-AAWA-KIT CGD1700HB2M-UNA
CCB021M12FM3 KIT-CRD-CIL12N-FMC CGD12HB00D (3 éléments) Si823H-ABWA-KIT (3 éléments) CGD1700HB2M-UNA (3 éléments)
CCB032M12FM3 KIT-CRD-CIL12N-FMC CGD12HB00D (3 éléments) Si823H-ABWA-KIT (3 éléments) CGD1700HB2M-UNA (3 éléments)
CAB006M12GM3 KIT-CRD-CIL12N-GMA CGD12HB00D Si823H-ABWA-KIT CGD1700HB2M-UNA
CAB008M12GM3 KIT-CRD-CIL12N-GMA CGD12HB00D Si823H-ABWA-KIT CGD1700HB2M-UNA
CAB006A12GM3 KIT-CRD-CIL12N-GMA CGD12HB00D Si823H-ABWA-KIT CGD1700HB2M-UNA
CAB008A12GM3 KIT-CRD-CIL12N-GMA CGD12HB00D Si823H-ABWA-KIT CGD1700HB2M-UNA

Ressources supplémentaires

DEMI-PONT 1200 V 2B

Modules d'alimentation WolfPACK™ de Wolfspeed

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MOSFET SiC C3M de Wolfspeed

Commande des MOSFET C3M™ de Wolfspeed®

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Si823Hx

Carte de circuit d'attaque de grille Si823Hx

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