SiC器件和数字控制直流充电
发布时间:2020/8/23 23:17:28 访问次数:2282
ST正提供创新的直流充电站解决方案——15 kW双向PFC(3级T型),可谓面向充电桩的里程碑式的解决方案。它采用SiC器件和数字控制,即STPOWER系列产品和STM32G4 MCU,可把能效提高到更高水平。相比IGBT等的解决方案,ST的SiC产品能够将能效提高0.5%。这个数字也许看起来微不足道,但这不仅是数字的问题,因为:
当能效接近100%时,提高0.5%并不容易,实际上是可观的节能改进;
从总拥有成本角度看,每个电路板每年可节省150美元。
SiC比Si基产品价格高,因为SiC板的无源元件成本较低,整个电路板的BOM(物料清单)成本略高出20%~30%。由于能效提高0.5%,对于350 kW的高功率充电桩/充电站,假设只运行半天,则节省的能源是:
350 kW × 12 h × 0.5% = 21 kW·h
如果这些充电站一年365天都充电,并且假设电路板使用寿命是5年,则
21 kW·h × 365 × 5= 38.3 MW·h
电价约为0.09美元/ kW·h。假设每个充电桩有24块充电板,则
38.3 MW·h × 0.09美元/kW÷24=143.6美元≈150美元
说明节能对于每块板卡是多么重要,哪怕只是耗散功率降幅很不起眼。另外,中国可能需要100万座350 kW充电桩的充电站,这将节省可观的电能。
ST此次推出15 kW PFC解决方案,使充电桩和直流转换功率达到350 kW。ST的下一步目标是增加每块板的输出功率,因此正在设法将每块板的功率提高到(20~30) kW。
制造商:AMS
产品描述:
位数:10
采样率(每秒):400k
输入数:2,4
输入类型:差分,个伪差分,单端
数据接口:SPI
配置:S/H-ADC
无线电 - S/H:ADC:1:1
A/D 转换器数:1
架构:SAR
参考类型:外部, 内部
电压 - 电源,模拟:5V
电压 - 电源,数字:5V
工作温度:-40°C ~ 85°C
封装/外壳:16-TSSOP(0.173",4.40mm 宽)
供应商器件封装:16-TSSOP
无铅情况/RoHs:无铅/符合RoHs
如果将SiC器件部署在中国市场上的电动自行车等商品中,可能永远无法获得合理的投资回报。所以在这些应用中,传统的Si解决方案的市场地位无法撼动。但对于高端工业应用,工作温度优势明显的SiC就更适合,例如电信设备、供电站和充电站,以及太阳能等。
GaN器件也有一定的市场空间。GaN的优势在于开关频率很高。这意味着可以使用尺寸更小的无源元件,因此如果需要减小外形尺寸,例如手机充电器或人们不想携带大尺寸的产品,这时GaN将发挥重要作用。
在1200V市场上还没有GaN产品投放。当今市场上大多数GaN产品的最大电压约为600 V和700 V。由于技术本身的原因,GaN器件的电压能力仍然存在一些限制,但GaN可以满足降低开关损耗的需求。
GaN将在未来取代Si基产品而占据更大的份额。目前这项新兴技术尚未成熟,这意味这块市场还需要大量的投资。因此,GaN的市场和应用的渗透率还较低。GaN先是用于充电器、电源适配器,然后用于其它解决方案,诸如低功耗服务器。如果优化投资回报率,GaN技术优势将会变得更大。

(素材来源:eepw和ttic.如涉版权请联系删除。特别感谢)
ST正提供创新的直流充电站解决方案——15 kW双向PFC(3级T型),可谓面向充电桩的里程碑式的解决方案。它采用SiC器件和数字控制,即STPOWER系列产品和STM32G4 MCU,可把能效提高到更高水平。相比IGBT等的解决方案,ST的SiC产品能够将能效提高0.5%。这个数字也许看起来微不足道,但这不仅是数字的问题,因为:
当能效接近100%时,提高0.5%并不容易,实际上是可观的节能改进;
从总拥有成本角度看,每个电路板每年可节省150美元。
SiC比Si基产品价格高,因为SiC板的无源元件成本较低,整个电路板的BOM(物料清单)成本略高出20%~30%。由于能效提高0.5%,对于350 kW的高功率充电桩/充电站,假设只运行半天,则节省的能源是:
350 kW × 12 h × 0.5% = 21 kW·h
如果这些充电站一年365天都充电,并且假设电路板使用寿命是5年,则
21 kW·h × 365 × 5= 38.3 MW·h
电价约为0.09美元/ kW·h。假设每个充电桩有24块充电板,则
38.3 MW·h × 0.09美元/kW÷24=143.6美元≈150美元
说明节能对于每块板卡是多么重要,哪怕只是耗散功率降幅很不起眼。另外,中国可能需要100万座350 kW充电桩的充电站,这将节省可观的电能。
ST此次推出15 kW PFC解决方案,使充电桩和直流转换功率达到350 kW。ST的下一步目标是增加每块板的输出功率,因此正在设法将每块板的功率提高到(20~30) kW。
制造商:AMS
产品描述:
位数:10
采样率(每秒):400k
输入数:2,4
输入类型:差分,个伪差分,单端
数据接口:SPI
配置:S/H-ADC
无线电 - S/H:ADC:1:1
A/D 转换器数:1
架构:SAR
参考类型:外部, 内部
电压 - 电源,模拟:5V
电压 - 电源,数字:5V
工作温度:-40°C ~ 85°C
封装/外壳:16-TSSOP(0.173",4.40mm 宽)
供应商器件封装:16-TSSOP
无铅情况/RoHs:无铅/符合RoHs
如果将SiC器件部署在中国市场上的电动自行车等商品中,可能永远无法获得合理的投资回报。所以在这些应用中,传统的Si解决方案的市场地位无法撼动。但对于高端工业应用,工作温度优势明显的SiC就更适合,例如电信设备、供电站和充电站,以及太阳能等。
GaN器件也有一定的市场空间。GaN的优势在于开关频率很高。这意味着可以使用尺寸更小的无源元件,因此如果需要减小外形尺寸,例如手机充电器或人们不想携带大尺寸的产品,这时GaN将发挥重要作用。
在1200V市场上还没有GaN产品投放。当今市场上大多数GaN产品的最大电压约为600 V和700 V。由于技术本身的原因,GaN器件的电压能力仍然存在一些限制,但GaN可以满足降低开关损耗的需求。
GaN将在未来取代Si基产品而占据更大的份额。目前这项新兴技术尚未成熟,这意味这块市场还需要大量的投资。因此,GaN的市场和应用的渗透率还较低。GaN先是用于充电器、电源适配器,然后用于其它解决方案,诸如低功耗服务器。如果优化投资回报率,GaN技术优势将会变得更大。

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