电动汽车(EV)是电动汽车成功的一个基本因素，因为与传统内燃机汽车相比，电动汽车减少了对环境的影响，降低了运营成本。在等待电动汽车充电网络达到类似于普通加油站的毛细度时，电动汽车必须配备车载充电电路，以确保高效率和远程充电。要给电池充电，首先要把电源从交流电(在配电网上)转换成直流电。用于执行这种能量转换的电路拓扑非常标准，包括半桥和全桥整流电路以及经典的“图腾柱”配置。

如何实现高效率

典型的电动汽车充电器电路由电流整流级和DC-DC变换器级组成。整流电路由具有非线性特性的二极管组成，功率因数较低，且含有大量的非理想谐波分量。只有精心设计PFC(功率因数校正)电路才能达到较高的效率。为了提高功率因数，减少谐波失真，通常采用基于有源功率因数校正(APFC)的解决方案。APFC对于有源开关电路至关重要，它在输入端接收整流电压，并将其放大，直到达到直流设定值，检查线路电流是否保持所需的正弦波形。原则上，我们可以说，在一个理想的PFC电路中，输入电流“跟随”输入电压，就像一个纯电阻，在输入电流中没有谐波。在高功率设备中，如电动汽车充电器，能够处理几千瓦的功率，有源PFC是使用升压变换器电路实现的。升压变换器，如图1所示，使输入电流在电感器中存储一定的时间间隔。随后，当开关S打开时，能量通过D二极管到达C0电容。电感器与输入电流串联，表现出电流源的特性，因此输出电压总是高于输入电压:220-240 VAC输入，输出超过340 V (380-400 V是世界上常用的电压)。另外，请注意PFC阶段之后总是有一个DC-DC转换器，该转换器隔离了与输入相关的输出。

图1:典型PFC升压变换器的框图

宽禁带设备

图1的电路可以进一步改进，用mosfet代替二极管，每个mosfet同时充当升压开关和同步整流。然而，高压mosfet通常具有较差的体二极管反向恢复特性，因此，无桥图腾极电路目前还不是很常见。最近市场上的宽禁带器件(如碳化硅和氮化镓)允许采用新的电路来实现电动汽车充电器。由于禁带比硅基元件大两到三倍，WBG器件可以承受更高强度的电压和电场(电子从禁带传递到导带需要两到三倍的能量)。

因此，WBG(宽禁带)器件的击穿电压要高得多，而导通电阻要低得多。在高功率电子电路中，如电动汽车充电器，高击穿电压简化了设计并提高了效率。降低的导通阻值代表了高压电路的进一步优势，因为它允许减少开关和功率损耗，从而产生特别紧凑的足迹。WBG设备的另一个优势是，与在相同条件下运行的硅基设备相比，它们能够产生更低的温度。在高压应用电路中，SiC元件可以承受200℃以上的结温，而硅元件可以承受150℃左右的结温。在电动汽车充电器中使用WBG设备可以实现更高的开关速度和更好的能源效率，从而转化为更紧凑和更简单的冷却模块。

模拟设备提供了一个广泛的选择小的形式因素隔离门驱动器设计为更高的开关速度和系统大小的限制所需的电源开关技术，如碳化硅和氮化镓。这些隔离门驱动器是基于ADI的成熟的iCoupler隔离技术，结合高速CMOS和单片变压器技术。ADuM4122装置是一个隔离的双输出驱动器，在输入和输出区域之间提供5 kV RMS真电流隔离。在需要开关器件门快速上升时间的情况下，需要门驱动器。如图2所示，ADuM4122通过使用一种高频载流子，通过一层聚酰亚胺隔离层分隔开的iCoupler芯片级变压器线圈，将数据跨隔离屏障传输，从而实现了控制端与栅极驱动器的输出端之间的隔离。

图2:ADum4122隔离特性的操作框图

在高功率密度的应用中，例如电动汽车的DC-DC转换器(EV)，获得高的共模瞬态抗扰度是非常重要的。高CMTI值允许在高开关频率应用中使用栅极驱动器。模拟设备的小形状因子门驱动器被设计来承受高开关频率和宽带隙元件(如SiC和GaN)所要求的严格的时间限制。如图3所示，EVAL-ADuM4122EBZ评估板支持带有旋转速率控制的ADuM4122隔离门驱动器。评估板提供跳线和螺旋端子来配置不同的驱动条件，在VIN+和SRC引脚上同时接受方波和直流值。SRC引脚控制VOUT_SRC引脚是否设置为high-Z或遵循VIN+用户提供的脉宽调制(PWM)输入逻辑。当外部串联门电阻结合输出从VOUT和VOUT_SRC引脚，一个孤立的门驱动器然后能够有两个容易选择的转换率。ewa - adum4122ebz板测试设备的传播延迟、驱动强度、转换速率选择和输入逻辑。

图3:EVAL-ADuM4122EBZ评估板

无线充电

无线电动汽车(EV)充电使用一个感应器，通常放置在沥青下，车上有一个接收器。充电是通过磁性板自动进行的，无论车辆是静止的还是运动中的，磁性板都会不断地给电池充电。

在无线电力传输领域，工程师需要高功率和高效率的基于gane的解决方案。GaN系统广泛的晶体管组合提供了高功率无线充电解决方案，以设计更小、更便宜、更高效的电力系统，满足多种苛刻的应用需求。