大聯(lián)大友尚推出基于ST的汽車(chē)充電器方案

2023年4月20日，致力于亞太地區市場(chǎng)的領(lǐng)先半導體元器件分銷(xiāo)商---大聯(lián)大控股宣布，其旗下友尚集團推出與意法半導體（ST）共同開(kāi)發(fā)的基于STELLAR-E1系列SR5E1芯片的22KW OBC結合3KW DC/DC直流輸出汽車(chē)充電器方案。

圖示1-大聯(lián)大友尚基于ST產(chǎn)品的22KW OBC結合3KW DC/DC汽車(chē)充電器方案的展示板圖

隨著(zhù)節能環(huán)保意識的逐漸提高以及碳中和目標的不斷推進(jìn)，全球汽車(chē)產(chǎn)業(yè)正加速邁入電氣化時(shí)代。然而近幾年雖然電動(dòng)汽車(chē)的出貨量逐年提高，但其續航能力和充電成本始終飽受爭議。為了解決這些問(wèn)題，新一代的電動(dòng)車(chē)解決方案不僅需要實(shí)現更長(cháng)的續航能力和更快的充電速度，還要盡可能減輕車(chē)輛的重量，以滿(mǎn)足消費者的基本出行需求。在這種情況下，為滿(mǎn)足可對高壓電池的充電需求，第三代半導體碳化硅（SiC）與氮化鎵(GaN)功率器件被應用于汽車(chē)系統中，用來(lái)提高車(chē)載充電機（OBC）和各種DC/DC轉換器的能效和可靠性要求。然而在車(chē)載電源系統設計中，由于高精度的控制運算與車(chē)用安全的要求，普通車(chē)規級MCU已無(wú)法滿(mǎn)足更高算力與更高級別的安全功能，也無(wú)法支撐氮化鎵(GaN)功率晶體管更高的開(kāi)關(guān)頻率，傳統方案設計上需要一個(gè)DSP芯片和額外的車(chē)用安全芯片來(lái)專(zhuān)門(mén)處理控制回路和安全性能要求，這無(wú)疑增加了系統復雜性與難度。為簡(jiǎn)化這一挑戰，大聯(lián)大友尚基于ST STELLAR-E1的SR5E1芯片推出了22KW OBC結合3KW DC/DC汽車(chē)充電器方案，該方案有助于降低電動(dòng)汽車(chē)成本，同時(shí)加快充電速度，提升車(chē)用安全性，延長(cháng)續航里程。 

圖示2-大聯(lián)大友尚基于ST產(chǎn)品的22KW OBC結合3KW DC/DC汽車(chē)充電器方案的場(chǎng)景應用圖

SR5E1是ST旗下STELLAR-E1系列電動(dòng)汽車(chē)MCU中的一款高性能產(chǎn)品，是一顆符合車(chē)規標準ISO26262 ASIL-D級別，且具有300MHz算力的雙核MCU，其實(shí)現了在同一顆芯片上執行高速控制回路處理和通用控制運算，通過(guò)利用片上集成的高速模數轉換器（ADC）、高精度脈寬調制（PWM）控制器和快速動(dòng)作保護電路等特性，做到只需一個(gè)MCU就能控制整個(gè)功率模塊與滿(mǎn)足車(chē)規安全需求，這極大程度簡(jiǎn)化了車(chē)載充電系統設計，精簡(jiǎn)了物料清單，有利于推進(jìn)車(chē)載充電系統向基于第三代半導體的高效解決方案過(guò)渡，極大滿(mǎn)足了高壓電池的充電規格，從而實(shí)現了更長(cháng)的行駛里程和更快的充電速度。

與此同時(shí)，STELLAR-E系列MCU還賦予了電動(dòng)汽車(chē)軟件升級能力，其支持先進(jìn)的汽車(chē)功能性安全標準（ISO 26262 ASIL-D）和數據安全功能（HSM），滿(mǎn)足行業(yè)標準軟件互操作性（Autosar 4.3.x），并且內置高效、安全的空中（OTA）重新編程，可以持續優(yōu)化性能和升級車(chē)輛功能。 

圖示3-大聯(lián)大友尚基于ST產(chǎn)品的22KW OBC結合3KW DC/DC汽車(chē)充電器方案的方塊圖

通過(guò)STELLAR-E1 MCU出色的能力，本方案能夠確保功率轉換實(shí)現快速、高精度即時(shí)控制，最大限度地發(fā)揮SiC和GaN第三代半導體功率器件的技術(shù)優(yōu)勢，滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)充電的高效率和可靠性，使車(chē)企能夠改進(jìn)優(yōu)化系統設計，進(jìn)一步提高汽車(chē)的行駛里程、性能和能效。

核心技術(shù)優(yōu)勢：

?   電動(dòng)汽車(chē)的要求包括強大的硬件設備，以確保高效的功率轉換和性能，并具有卓越的安全性和可靠性。

?   可接收定期無(wú)線(xiàn)軟件更新的能力是功能增強的核心，并保證在整個(gè)車(chē)輛生命周期內進(jìn)行關(guān)鍵的安全和更新。

?   通過(guò)增強航程和性能以及最新的安全更新來(lái)改善用戶(hù)體驗。

?   通過(guò)卓越的汽車(chē)部件，將先進(jìn)的數字化與效率和創(chuàng )新相結合，持久助力電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展。

方案規格：

?   CRM控制單相/三相的無(wú)橋圖騰柱PFC：

?  輸入：304Vac-456Vac；

?  輸出：450Vdc-900Vdc；

?   22KW OBC：

?  輸入：450Vdc-900Vdc；

?  輸出：36A Idc Max；

?   3KW DC/DC：

?  輸入：800Vdc /3.75A Idc；

?  輸出：14Vdc / 215A Idc。