芯片复制电动交通领域的发展日新月异：为提高车辆的自主性和续航里程，电驱动力总成系统变得越来越高效和紧凑。车载充电器（OBC）作为这一发展进程中的关键组成部分，必须在保持高效效率的同时，尽可能小型轻量化。这一技术挑战还必须确保成本控制在限定范围内。

OBC用于交流充电，需要由电网（充电桩）提供单相或三相电压。单相充电功率范围为3.6kW~7.5kW，而三相充电功率则支持11kW~22kW。目前，为兼顾成本和效率，市场上的主流OBC产品以中等功率范围（11kW）为主。22kW的OBC则主要用于高端市场。然而，所有OBC必须支持单相充电，以便在功率受限的情况下仍可为车辆充电。为实现车辆到电网（V2G）和车辆到车辆（V2V）的充电解决方案，越来越需要OBC具备双向充电功能。

迄今为止，传统OBC的设计主要采用市场上的标准分立器件（THD或SMD封装）进行。尤其对于SMD器件而言，由于需要通过PCB散热或使用合适的热界面材料将每个独立封装精密地固定在散热器上进行散热，因此存在诸多挑战。这种方案在功率密度提升和系统紧凑性方面已接近极限，而功率模块在新一代产品中则展现出显著的优势。

架构与拓扑

OBC架构主要有两种（图1）：一种是基于三个相同单相模块的模块化架构；另一种是基于一个三相AC/DC转换器（该转换器也支持单相运行）的集中式架构。这两种架构均可通过单向和双向拓扑实现。

模块化架构需要更多元器件，从而导致直流链路整体上对储能容量要求提高，进而推高体积和成本。另外，模块化架构还需要额外配置栅极驱动器和电压、电流检测功能。相比之下，集中式架构所需的元器件更少，因此可实现更具成本效益的OBC，这使其已成为高功率密度OBC的首选架构。

SiC模块可实现更高效率和功率密度

芯片复制SiC凭借其卓越的特性，成为非常适用于OBC的功率半导体材料。ROHM的第4代SiC MOSFET采用沟槽结构，实现了超低导通电阻。另外，其非常低的米勒电容可实现超快的开关速度，从而可降低开关损耗。这些特性使得其总损耗更低，进而可减少散热设计负担。

ROHM已推出专为OBC应用进行了优化的新产品——HSDIP20模块，进一步扩展了EcoSiC?系列的SiC MOSFET产品阵容。该系列模块在全桥电路中集成了4个或6个SiC MOSFET，与采用相同芯片技术的分立器件相比具有诸多优势。

该系列模块采用氮化铝（AlN）陶瓷将散热焊盘与MOSFET的漏极隔离。这使得其结壳热阻（Rth）非常低，从而无需使用热界面材料（TIM）对散热焊盘与散热器之间进行电气隔离。

得益于模具材料的应用，功率模块中的各芯片之间实现了电气隔离。这意味着芯片可以比分立器件方案布置得更加紧密（在分立器件方案中则必须考虑PCB上的爬电距离）。这种设计减小了PCB占用面积，同时提升了OBC解决方案的功率密度。