2025年电流隔离型产品-用于直流电动车辆充电站白皮书-意法半导体

电流隔离型产品 用于直流电动车辆充电站2总体框图直流充电器 用于电动车辆三相交流输入高压电动车Iso隔离栅网格3ph-PFCDC - DCV2G 连接控制单元HMI接口辅助电源计量电流/电压检测驱动级电流/电压检测驱动级电流/电压检测本地云3据估计，今天汽车行业80%的创新都是直接或间接通过电子设备实现的。作为拥有出色创新能力的可靠合作伙伴，意法半导体愿同您一道构建未来交通应用的蓝图。 ST的智能交通工具产品和解决方案通过结合我们的多项技术让驾驶更安全、更环保和更互联。由于性能更高、更具成本效益的电池技术层出不穷，车辆里程数的提高，人们的生态意识增强，加上政府出台的激励和监管措施，车辆的电气化进程正在迅速推进。ST基于成熟的创新技术，凭借我们丰富的电源管理经验，为混合动力（HEV）和电池电动车辆（BEV）提供领先的解决方案。我们的产品涵盖品质出众的硅和SiC（碳化硅）MOSFET和二极管、IGBT、保护元件、电流隔离型接口和sigma-delta调制器、辅助SMPS和栅极驱动器，以及微控制器，适用于电动车辆电源管理解决方案。向纯电动车辆的转变离不开碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等宽带隙技术的推广使用。有两种主要类型的PHEV/BEV充电系统：  交流车载充电； 直流非板上充电。一 些 车 辆 还 提 供 无 线 充 电 选项。待装充电器的标称功率选择取决于充电站的位置。大功率交流充电点DC充电AC充电直流快速充电站非车载充电器高速无线无线车载充电器锂离子电池BMS城外主页 （隔夜充电）8+ 小时市区10kW50kW350kW办公室 （工作时充电）几个小时以及位于街道和停车场等场所的公共充电站超市和商店 （“购物和充电”）1-3小时高速公路和主要十字路口，城市周边（几分钟内）充电器最大功率充电器位置典型功率范围板上充电器（AC）车内集成3.7-11kW，最高22kW（43kW）无线充电器（AC）接收器集成在车辆内部/安装在车辆上 发射器位于车外3.2kW - 11KW非板上充电器（DC）位于车外最高350kW引言4STGAP2S, STGAP2SICSN, STGAP2HS, STGAP2SICS主要产品功能 6kV电气隔离 特定版本优化SIC欠压保护点（UVLO） 整个温度范围内的瞬态抗扰性±100V/ns 高压可达1700V（SO-8N）、1200V（SO-8W） 电源电压可达26V 4A拉/灌电流能力 Miller钳位和独立输出选项 传播延时75ns 待机功能  互锁功能隔离型栅极驱动器主要特性栅极驱动器在电动车辆充电市场的重要性越来越高，因为应用需要确保以正确的控制方式高效、精确地驱动功率级。意法半导体的STGAP®隔离栅极驱动器（面向MOSFET和IGBT），其基础是集成6kV厚氧化物无磁芯变压器电气隔离结构，能够在恶劣环境中有效抑制快速噪声瞬态并提高可靠性。 除了降低BOM成本和缩小最终应用尺寸，此类器件还具有不同的驱动选项（通过有源Miller钳位电路防止寄生感应导通，以稳固的设计以确保功率级的信号完整性），以及专用的保护功能（如欠压锁定和热关断）。STGAP2系列包括窄体和宽体封装的单通道和双通道驱动器。驱动SiC MOSFET和IGBT的具体特定电压的欠压保护（UVLO），以防止SiC电源开关在低效率或不安全条件下工作。由于±100V/ns的共模瞬态抗扰度（CMTI）带来可靠的开关性能，STGAP2器件的输入-输出传播时间小于75ns，从而确保较高的PWM精度。可以使用外部电阻（或使用具有源Miller钳位功能的单一输出）独立配置开关时间。单一输出配置利用Miller钳位防止电源开关的过度振荡，增强了高频硬开关应用的稳定性。STGAP1和STGAP2系列的逻辑输入兼容TTL和可低至3.3V的CMOS逻辑，用于与主机微控制器或DSP连接。两个系列均获得UL-1577认证。VHGOFFGNDISOVDDGND控制逻辑控制逻辑IN+IN-GON浮空部分控制逻辑浮空接地UVLOVH浮空部分控制逻辑UVLOVH电平转换器电平转换器VHCLAMPGNDISOVDDGNDIN+IN-GOUTV CLAMPth+隔离隔离浮空接地 A+STGAP2SICS封装STGAP2SICS框图栅极驱动器STGAP2D, STGAP2HD, STGAP2SICD主要产品功能 6kV电流隔离 面向SiC器件的优化型UVLO 看门狗 整个温度范围内的瞬态抗扰性±100V/ns 温度关断保护 高压导轨达1200V 4A拉/灌电流能力 栅极驱动电压高达26V 独立的受电/供电，轻松实现栅极驱动配置 4A Miller钳位 传播延时75ns 具有迟滞的3.3V至5V TTL/CMOS输入 待机功能/可配置互锁功能/制动引脚STGAP1BS主要产品功能 4kV隔离 UVLO、OVLO以及过流保护 热警告和热关断 去饱和与VCE钳位 高压导轨达1.5kV 正驱动电压高达36V/负栅极驱动能力（-10V） 较短的传输延时100ns 5A拉/灌电流 通过SPI提供全套保护和诊断功能 5A有源Miller钳位 2级关断 异步停止命令 工作温度范围：-40至125°CVH_AGON_AGNDISO_ASDVDDGNDINAINBiLOCKBRAKECLAMP_AVH_BGNDISO_BCLAMP_BGOFF_AGON_BGOFF_B浮空接地 B浮空接地 A浮空部分控制逻辑UVLOVHVCLAMPth+VCLAMPth+VDD控制逻辑隔离隔离浮空部分控制逻辑UVLOVH电平转换器电平转换器电平转换器浮空部分控制逻辑浮空接地UVLOVHDESATVHVREGISOGONGOFFVLCLAMPGNDISO感应ASCVCECLAMPSPISDVDDVDDVREGGNDSDO3V3电压调节器VDESATthIDESAT+V2LTOthVCLAMPth++CKCSSDI控制逻辑IN+DIAG1IN-/DIAG2VSENSEth+隔离UVLOVL5STGAP2SICD封装STGAP2SICD框图STGAP1BS封装STGAP1BS框图6STGAP2SICS评估板（EVALSTGAP2SiCS）STGAP2SiCD评估板（EVALSTGAP2SICD）STGAP1BS评估板（EVALSTGAP1BS）提供特定的评估板，支持评估和设计基于STGAP产品的应用。EVSTGAP2SICSNC板可驱动额定电压高达520V的半桥功率级，同时轻松评估STGAP2SICSNC隔离型4A单一栅极驱动器的所有特性。该板件的组件易于访问和修改，让开发人员能够轻松评估驱动器在不同应用条件下的性能，并微调最终应用组件。EVALSTGAP1BS板可驱动额定电压高达1500V的电源开关，同时评估STGAP1B1S电流隔离型单一栅极驱动器，支持连接散热器，以利用STGAP1B1S处理超高功率应用的能力。 借助IBU电机控制和IPS通用接口板（STEVAL-PCC009V2）及其随时可用的评估固件（STEVAL-PCC009V2），开发人员可通过SPI接口轻松启用、配置或禁用驱动器的所有保