大多數人認為的電動汽車(EV)作為新的東西，但第一輛用電的汽車是在19世紀發(fā)明的。內燃機 (ICE) 汽車迅速占據了主導地位，而電動汽車在大多數情況下很快就被遺忘了。在 1970 年代的石油危機期間，以及 1990 年代加州空氣資源委員會 (CARB) 創(chuàng)建零排放汽車 (ZEV) 計劃時，電動汽車被提上日程，但未能站穩(wěn)腳跟。

這一次，電動汽車市場將繼續(xù)保持穩(wěn)定增長。從充電方法的角度來看，EV 有兩個主要的子組。第一組包含混合動力電動汽車 (HEV) 和輕度混合動力電動汽車 (MHEV)，它們通過 ICE 或再生制動和能量回收為自己的電池充電。第二組包含插電式混合動力電動汽車 (PHEV) 和電池供電的電動汽車 (BEV) - 必須“插入”才能充電的類型。正是這些車輛需要車載充電器 (OBC)。

OBC 可以接受單相或三相電源，并提供高達 22kW 的功率以實現(xiàn)盡可能快的充電。由于所有電池都需要直流電源充電，因此 OBC 的核心功能是對市電輸入進行整流并將其轉換為適合電池的充電電壓——可能是 400V，或者逐漸增加到 800V。

OBC 有兩個主要階段。首先，功率因數校正 (PFC) 級保持輸入電流和電壓之間的相位關系，并最大限度地減少線路/電網電流中的總諧波失真 (THD)。這有助于減少任何浪費的無功功率并提高整體效率。

第二級是 DC-DC 轉換器，它將來自 PFC 級的直流輸出轉換為電池充電所需的電平。轉換器輸出電壓和電流根據電池的整體健康狀況和充電狀態(tài)隨時間變化。

一些 OBC 被設計為提供雙向能力，允許電網到車輛和車輛到電網的電力傳輸。這將使能源公司和客戶能夠利用電動汽車中儲存的大量電力，提供額外的能源儲備來應對需求高峰。車主將受益于他們在高峰時段向電網出售電力(因此價格更高)并在非高峰時段補充他們的車輛，為公用事業(yè)公司使用其儲存的能源提供少量收入。

大多數單向 OBC 使用 LLC 或相移全橋 (PSFB) 拓撲。對于雙向設計，CLLC 或雙有源電橋 (DAB) 很常見并且越來越受歡迎。碳化硅 (SiC) MOSFET 越來越多地用于受益于更低的開關損耗、更快的開關速度和更高的工作溫度。

單向 OBC 的次級側整流可以是無源的(使用二極管)或同步的，后者使用電源開關以提高效率。在雙向 OBC 中，次級整流需要是支持 CLLC 的全橋，或雙有源橋的后半部分。在所有情況下，使用碳化硅器件(二極管和開關)將提高效率并提供穩(wěn)健性。然而，在一些成本優(yōu)化的 OBC 設計中，仍可使用超級結 MOSFET，具體取決于功率水平、電壓和可接受的效率。

電動汽車電池容量的巨大差異推動了 OBC 設計對可擴展性和靈活性的需求。例如，輕型乘用車的電池容量通常在 30kWh 到 100kWh 以上，而在 SUV 等大型車輛中，這個數字可能會上升到 150kWh。趨勢是增加電池組的容量，以擴大電動汽車在兩次充電之間的續(xù)航里程。一些進入市場的乘用車電池容量接近200kWh，更大的電池將遷移到800V以加快充電過程。

根據選擇的 OBC 拓撲，將需要多種類型的半導體器件。onsemi為 3.3kW 至 22kW 的汽車 OBC 功率級和高達 800V 的電池電壓提供解決方案。該產品組合包括SiC MOSFET、帶有共同封裝 SiC 二極管的混合 IGBT、超級結 MOSFET、汽車功率模塊 (APM)、SiC 二極管、柵極驅動器、穩(wěn)壓電源和車載網絡解決方案。

實施onsemi技術使客戶能夠為各種電動汽車應用提供靈活的OBC和基礎設施充電解決方案。