充电设备设计方案主要通过PWM控制SIC MOSFET的导通和关断，进而控制电压电流的大小，电路结构类似BUCK电路，为获得好的波形，采用工作在开关频率100KHZ以上的SIC MOSFET做驱动方案。假如要求输入电压400V左右，输出电压20V，持续电流20A以上，输出脉冲电流最大60A，推荐CREE SIC MOSFET C2M0040120D。

【C2M0040120D】

Manufacturer： Cree/Wolfspeed

Series ：Z-FET™

Packaging ?： Tube ?

Part Status： Active

FET Type： N-Channel

Technology： SiCFET (Silicon Carbide)

Drain to Source Voltage (Vdss)： 1200V

Current - Continuous Drain (Id) @ 25°C ：60A (Tc)

Drive Voltage (Max Rds On, Min Rds On) ：20V

Rds On (Max) @ Id, Vgs 52 mOhm @ 40A, ：20V

Vgs(th) (Max) @ Id： 2.8V @ 10mA

Gate Charge (Qg) (Max) @ Vgs ：115nC @ 20V

Vgs (Max) ：+25V, -10V

Input Capacitance (Ciss) (Max) @ Vds ：1893pF @ 1000V

FET Feature ：-

Power Dissipation (Max) ：330W (Tc)

Operating Temperature ：-55°C ~ 150°C (TJ)

Mounting Type ：Through Hole

Supplier Device Package ：TO-247-3

Package / Case ：TO-247-3

　　在充电设备设计方案中，使用CREE SIC MOSFET C2M0040120D实现，可以参考如下电路设计。

　　图1：CREE SIC MOSFET评估板设计

　　以SIC MOSFET C2M0040120D实现的驱动电路部分， 在SIC MOSFET漏极(D极)和源极(S极)间需要并联一个RC(R=10Ω，C=220pF)串联电路，目的是起到阻容保护作用。当SIC MOSFET出现过电压时，可以给电容充电，同时让电阻R消耗过电压的能量，还可以限制过电压时产生的瞬间电流。并且R的接入还能起到阻尼作用，防止保护电容和电路的电感所形成的寄生振荡。

　　本设计方案已经设计成功，针对想做充电设备且要求高开关频率(一般大于100KHZ以上)设计者，可以采用CREE SIC MOSFET实现。

　　相关元件供应

　　型号：C2M0040120D       品牌：CREE

      【充电器】

　　充电器是采用高频电源技术，运用先进的智能动态调整充电技术。工频机是以传统的模拟电路原理来设计的，机器内部电力器件(如变压器、电感、电容器等)都比较大，一般在带载较大运行时存在较小噪声，但该机型在恶劣的电网环境条件中耐抗性能较强，可靠性及稳定性均比高频机强。

　　充电器(充电机)按设计电路工作频率来分,可分为工频机和高频机.工频机是以传统的模拟电路原理来设计,机器内部电力器件(如变压器、电感、电容器等)都较大,一般在带载较大运行时存在较小噪声,但该机型在恶劣的电网环境条件中耐抗性能较强,可靠性及稳定性均比高频机强.

　　而高频机是以微处理器(CPU芯片)作为处理控制中心,是将繁杂的硬件模拟电路烧录于微处理器中,以软件程序的方式来控制UPS的运行.因此,体积大大缩小,重量大大降低,制造成本低,售价相对低.高频机逆变频率一般在20KHZ以上.但高频机在恶劣的电网及环境条件下耐受能力差,较适用于电网比较稳定及灰尘较少、温/湿度合适的环境.

　　高频机与工频机比较而言:尺寸小、重量轻、运行效率高(运行成本低)、噪音低,适合于办公场所,性价比高(同等功率下,价格低),对空间、环境影响小,相对而言,高频充电机对复印机、激光打印机和电动机引起的冲击(SPIKE)和暂态响应(TRANSIENT)易受影响,由于工频机的变压器把市电与负载隔离,对市电恶劣的环境下,工频机比高频机能提供更安全和可靠的保护,在某些场合如医疗等,要求充电机有隔离装置,因此,对工业、医疗、交通等应用,工频机是较好的选择.两者的选择要根据客户的不同、安装环境、负载情况等条件权衡考虑.

　　工频机的特点是简单,存在的问题是:

　　1)输入输出变压器尺寸大;

　　2)用于消除高次谐波的输出滤波器尺寸大;

　　3)变压器和电感产生音频噪声;

　　4)对负载和市电变化的动态响应性能较差.

　　5)效率低;

　　6)输入无功率因数矫正,对电网污染较严重;

　　7)成本高,特别对于小容量机型,无法与高频机相比.

　　充电器有很多，如铅酸蓄电池充电器、阀控密封铅酸蓄电池的测试与监测、镉镍电池充电器、镍氢电池充电器、锂离子电池充电器、便携式电子设备锂离子电池充电器、锂离子电池保护电路充电器、电动车蓄电池充电器、车充等。

　　蓄电池充电器：是专门针对市场上广泛应用的铅酸免维护蓄电池或蓄电池组进行充电而设计，整机体积小、重量轻、移动方便。