【大大芯方案】汽车充电高效更安全，大联大推出基于ST产品的6 kW高压DC-DC转换器解决方案

2023年12月19日，致力于亚太地区市场的领先半导体元器件分销商---大联大控股宣布

其旗下友尚推出基于意法半导体（ST）STM32G4、STW40N95DK5以及STPSC40H12CWL等产品的6KW高压DC/DC转换器方案（STDES-6KWHVDCDC）。☜

图示1-大联大友尚基于ST产品的6KW高压DC/DC转换器方案的展示板图

随着电动汽车的普及，充电基础设施的发展成为推动电动交通革命的关键因素。在此背景下，DC/DC转换器作为汽车充电系统中重要的一部分，也扮演着愈发重要的角色。为了满足用户对更快速、更可靠的充电体验，大联大友尚基于ST STM32G4、STW40N95DK5以及STPSC40H12CWL等产品推出6KW高压DC/DC转换器方案（STDES-6KWHVDCDC），此方案可以为电动汽车提供高效的充电体验。

图示2-大联大友尚基于ST产品的6KW高压DC/DC转换器方案的场景应用图

STDES-6KWHVDCDC方案搭载一个数字控制的全桥LLC谐振转换器，并使用SiC二极管用于输出整流。根据输出电压要求，LLC变压器输出配置可在中心抽头和全波之间互换。这可使频率折返，从而在整个输出电压范围内大幅提高效率。方案配备用于有限电压的双变压器（较小的磁芯）和用于宽输出的单变压器2种型号。其中，双变压器适用于200V-500V或500V-1000V，单变压器型号可通过频率折返在200V-1000V电压下使用。

在产品选型中，将STW40N95DK5 MDmesh DK5功率MOSFET用于LLC级、STPSC40H12CWL SiC二极管用于整流、STM32G474RET6 MCU用于管理控制。并且辅助电源以次级GND为基准，为MOSFET栅极驱动器、微控制器和信号调理器供电。除了PM8834MTR栅极驱动器IC外，LLC MOSFET的栅极驱动还通过栅极驱动变压器进行隔离。

图示3-大联大友尚基于ST产品的6KW高压DC/DC转换器方案的方块图

经测试，此方案具有出色的电源能效，进一步体现了ST产品的卓越性能以及全面的数字控制能力，其能够在宽输入电压和负载条件下实现高效率。未来大联大还将携手ST推出更多电源解决方案，为汽车电动化变革提供助力。

▌核心技术优势

• 基于全数字LLC拓扑的6KW高压DC-DC转换器；

• 2种型号：用于有限电压的双变压器（较小的磁芯），用于宽输出的单变压器；

• 相同的PCB可适应不同磁性元件；

• 独特的专利控制方案；

• 可处理200VDC – 1000VDC的输出电压范围，最大限制为12A；

• 峰值效率：98%；

• 数字控制，基于STM32G474微控制器；

• 全面的安全机制。

▌方案规格

• 输入直流电压700VDC至800VDC；

• 3KW负载时的峰值效率>98%；

• 满载时的峰值效率>97.5%；

• 输出电压200V – 1000V直流；

• 最大输出功率6KW（最大电流12A）；

• DC/DC转换器拓扑全桥LLC；

• 全电压范围的LLC电源转换器频率范围；

• 80Khz – 270Khz（带软启动）；

• 90Khz – 180kHz（第1版）；

• 90Khz – 140kHz（第2版）；

• 辅助电源输入直流电压20VDC – 25VDC；

• 启动：软启动

• 整流拓扑：中心抽头（200V – 500V），全桥（500V – 1000V）

• 冷却强制空气。

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