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Der Markt für batteriebetriebene Elektrofahrzeuge (BEVs) und Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge (PHEVs) wächst weiter, da der Trend, die CO2-Emissionen zu reduzieren, nachhaltige Lösungen erfordert. Eine wichtige Anwendung für Elektrofahrzeuge ist das On-Board-Ladegerät, das Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC) umwandelt, um die High-Voltage-Batterie des Fahrzeugs aufzuladen. Microchip Technology stellt nun eine On-Board-Charger-/OBC-Lösung vor, die eine Auswahl seiner für den Fahrzeugbereich qualifizierten Digital-, Analog-, Datenkommunikations- und Leistungselektronik-ICs verwendet, darunter den Digital Signal Controller (DSC) dsPIC33C, den isolierten SiC-Gate-Treiber MCP14C1 und mSiC™-MOSFETs im Standardgehäuse D2PAK-7L XL.

Diese Lösung erhöht die Effizienz und Zuverlässigkeit eines OBC-Systems, indem die fortschrittliche Steuerung des dsPIC33, die verstärkte High-Voltage-Isolierung des Gate-Treibers MCP14C1 mit hoher Störfestigkeit sowie die reduzierten Schaltverluste und verbesserten Wärmemanagementfähigkeiten der mSiC-MOSFETs genutzt werden. Um die Lieferkette für die Kunden weiter zu vereinfachen, bietet Microchip auch die wesentlichen Techniken an, die die anderen Funktionen eines OBCs unterstützen, einschließlich Kommunikationsschnittstellen, Sicherheit, Sensoren, Speicher und Timing.

Um die Systementwicklung/-prüfung zu beschleunigen, bietet Microchip eine flexible programmierbare Lösung mit fertigen Softwaremodulen für Leistungsfaktorkorrektur (PFC), DC/DC-Wandlung, Kommunikation und Diagnose-Algorithmen. Die Softwaremodule im dsPIC33 sind darauf ausgelegt, Leistungsfähigkeit, Effizienz und Zuverlässigkeit zu optimieren und bieten gleichzeitig Flexibilität für die Anpassung an spezifische OEM-Anforderungen.

Joe Thomsen, Corporate Vice President der Digital Signal Controller Business Unit bei Microchip, dazu: „Wir haben ein E-Mobility-Team mit speziellen Ressourcen eingerichtet, um diesen wachsenden Markt zu unterstützen. Daher können wir nicht nur die Steuerung, den Gate-Treiber und die Leistungsstufe für einen OBC bereitstellen, sondern unseren Kunden auch Datenanbindung, Timing, Sensoren, Speicher und Sicherheitslösungen anbieten.
Als führender Anbieter für OEMs und Tier-1-Zulieferer bietet Microchip umfassende Lösungen, um die Entwicklungsprozesse zu optimieren, u. a. Automotive-qualifizierte Produkte, Referenzdesigns, Software und weltweiten technischen Support.“

Hier eine Übersicht über die wichtigsten Komponenten dieser OBC-Lösung:
 
  • Der DSC dsPIC33C ist AEC-Q100-qualifiziert und verfügt über einen leistungsstarken DSP-Kern, hochauflösende PWM-Module (Pulsweitenmodulation) und schnelle Analog-Digital-Wandler (ADCs), was ihn für Anwendungen im Bereich Leistungswandlung prädestiniert. Er ist bereit für funktionale Sicherheit und unterstützt das AUTOSAR®-Ökosystem.
 
  • Der isolierte SiC-Gate-Treiber MCP14C1 ist AEC-Q100-qualifiziert und wird im SOIC-8-Wide-Body-Gehäuse mit verstärkter Isolierung und im SOIC-8-Narrow-Body-Gehäuse mit Basisisolierung angeboten. Der mit dem dsPIC33 kompatible MCP14C1 ist für die Ansteuerung von mSiC-MOSFETs mittels UVLO (Undervoltage Lockout) für UGS = 18 V Gate-Drive-Split-Ausgangsklemmen optimiert, was den Einsatz vereinfacht und eine externe Diode erübrigt. Galvanische Trennung wird durch kapazitive Isolationstechnik erreicht, was zu einer robusten Störfestigkeit und einer hohen Gleichtakt-Transienten-Immunität (CMTI) führt.
 
  • Der mSiC-MOSFET im AEC-Q101-qualifizierten D2PAK-7L-XL-SMD-Gehäuse enthält fünf parallele Source-Sense-Leitungen, um Schaltverluste zu reduzieren, die Strombelastbarkeit zu erhöhen und die Induktivität zu verringern. Der Baustein unterstützt 400- und 800V-Batteriespannungen.

Microchip bietet ein Whitepaper mit weiteren Informationen, wie diese OBC-Lösung die Leistungsfähigkeit eines Designs optimiert und dessen Markteinführung beschleunigt.

Weitere Informationen über die OBC-Lösungen von Microchip für Elektrofahrzeuge finden sich auf Microchips Website.