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_12页_4mb

电流隔离型产品在直流电动车辆充电站中的应用总结

核心内容

意法半导体（STMicroelectronics）提供了一系列电流隔离型产品，专门用于直流电动车辆（PHEV/BEV）充电站的电源管理与控制。这些产品结合了先进的隔离技术、高精度的电流/电压传感、以及高效的功率转换解决方案，满足了电动汽车快速电气化趋势下的复杂需求。

主要观点

• 电动汽车电气化趋势：随着电池技术的进步、环保意识的提升以及政府政策的支持，电动汽车的普及率迅速增长，对高性能、高可靠性的充电解决方案需求日益增加。
• 电流隔离技术的重要性：在直流充电站中，电流隔离技术不仅确保了人员安全，还提高了系统的可靠性，防止了接地电位差和杂散电流带来的干扰。
• 产品线覆盖广泛：ST提供多种隔离型栅极驱动器、sigma-delta调制器和高压转换器，满足从主电源到辅助电源的多样化需求。
• 支持开发与集成：通过提供评估板和参考设计，ST帮助开发人员快速评估和集成其产品，提高设计效率。

关键信息

1. 电流隔离型栅极驱动器

• STGAP系列：
  • STGAP2系列：支持6kV电气隔离，具备特定的SiC欠压保护（UVLO）、±100V/ns CMTI、75ns传播延时、4A拉/灌电流能力、支持单通道和双通道配置，适用于高频硬开关应用。
  • STGAP1BS：支持4kV隔离，具备UVLO、OVLO、过流保护、热警告、热关断、去饱和与VCE钳位、支持1.5kV高压导轨，适用于低功率应用。
• 主要功能：
  • 电气隔离与电流隔离
  • 高精度栅极驱动
  • 多种驱动配置（Miller钳位、独立输出）
  • 高抗扰性与可靠性
  • 支持TTL/CMOS逻辑输入

2. 隔离型Sigma-Delta调制器

• ISOSD61/ISOSD61L：
  • 16位分辨率，±320mV输入范围，±250mV线性输入范围
  • 最高25MHz外部时钟，带宽高达50kHz
  • THD: -83dB（典型值），SNR: 86dB（典型值）
  • 6kV峰值隔离电压，1.2kV工作电压
  • 支持LVDS和TTL/CMOS接口
• STISO62x系列：
  • 双通道数字隔离器，支持最高6kV隔离电压
  • CMTI: 30kV/μs（典型值）
  • 数据速率可达100Mbps，脉宽失真<3ns
  • 工作温度范围：-40°C至+125°C
  • 支持SO8窄体和宽体封装
• 应用：
  • 用于PFC输入/输出电流/电压感测
  • 用于DC-DC输出级的电流/电压监测
  • 支持高速数据传输与数字处理

3. 高压转换器（VIPer系列）

• VIPer产品组合：
  • 包括VIPer01、VIPer11、VIPer16、VIPer26、VIPer26K（1050V MOSFET）、VIPer17、VIPer27、VIPer37、VIPer31等型号
  • 集成高压耐雪崩MOSFET（800V和1050V），支持PWM电流模式控制
  • 可支持隔离式和非隔离式拓扑，适用于多种应用场景
• 主要特性：
  • 支持PSR（电源供应调节）配置
  • 高效率与低功耗，支持突发模式工作
  • 可管理最高15W（230VAC输入时为20W）的电源
  • 内嵌自动重启保护电路、高压启动功能、软启动等

4. 开发支持

• 评估板与参考设计：
  • EVALSTGAP2SICSNC：用于评估STGAP2SICSNC隔离型4A栅极驱动器
  • EVALSTGAP1BS：用于评估STGAP1BS隔离型栅极驱动器
  • EVALST-ISOSD61T：支持ISOSD61电流隔离sigma-delta调制器，具备LVDS和TTL/CMOS选项
  • EVALST-3PHISOSD：三相全分流电流感测评估板，基于ISOSD61和STM32F413微控制器
  • STEVAL-ISA77V1：基于VIPer01的5V/4.25W非隔离反激式转换器
  • STEVAL-VP26K01B：基于VIPer26K的15V/100mA降压转换器
  • STEVAL-ISA197V1：基于VIPer114LS的12V/7.8W隔离反激式转换器
  • STEVAL-VP318L1F：基于VIPer318L的15V/1.2A SSR反激式转换器
• eDesignSuite工具：
  • 提供在线模拟功能，帮助客户根据具体需求选择和配置ST器件

总结

意法半导体在直流电动车辆充电站领域提供了全面的电流隔离型产品和解决方案，涵盖栅极驱动器、sigma-delta调制器和高压转换器。这些产品不仅具备高隔离电压和抗扰性，还支持多种驱动配置和保护机制，满足高功率、高可靠性的需求。此外，ST为开发人员提供了丰富的评估资源和工具，便于快速设计和集成。