2015年3月份，一份由國(guó)家能源局制定的草案引爆了整個(gè)新能源汽車圈，沒(méi)錯(cuò)，這份眾人期盼已久的草案就是《電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》。該草案的完成對(duì)于汽車充電設(shè)施制造商帶來(lái)說(shuō)堪稱一場(chǎng)“及時(shí)雨”。草案提到2020年國(guó)內(nèi)充換電站數(shù)量要達(dá)到1.2萬(wàn)個(gè)，充電樁達(dá)到450萬(wàn)個(gè)，這意味著一個(gè)千億級(jí)市場(chǎng)將在國(guó)內(nèi)的充電行業(yè)產(chǎn)生。

充電樁通常被譽(yù)為新能源汽車的“加油站”，可以固定在墻壁或地面，根據(jù)不同的電壓等級(jí)為各種型號(hào)的電動(dòng)汽車充電。如圖1所示，目前的充電樁可以提供常規(guī)充電和快速充電兩種模式，常規(guī)充電通過(guò)采用交流模式充電，大約需要5個(gè)小時(shí)，而快速充電通常采用直流模式充電，需要1個(gè)小時(shí)左右。

圖1：充電樁兩種充電模式：直流與交流

伴隨著行業(yè)內(nèi)各種政策的出臺(tái)和落地，可以窺見(jiàn)未來(lái)電動(dòng)汽車的充電設(shè)備都將采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)線智能充電站，太陽(yáng)能充電站等一系列科技感十足的充電設(shè)備也離今天的生活越來(lái)越近。然而無(wú)論何種充電方式，充電樁的電源部分都是整個(gè)產(chǎn)品必不可少的核心模塊之一，目前充電樁電源部分采用的MOSFET及肖特基二極管多采用Si材料制作，對(duì)于Si材料的MOSEFT提高其阻斷電壓，就必須犧牲產(chǎn)品的尺寸及損耗，因此電壓范圍1200~1800V的Si材料MOSFET的尺寸和價(jià)格都會(huì)增加很多。針對(duì)這一問(wèn)題，集化合物半導(dǎo)體材料、功率器件和射頻于一體的行業(yè)領(lǐng)先者Cree推出了多種SiC器件。

充電樁電源模塊的新選擇：SiC器件

1987年至今，Cree通過(guò)不懈的努力，完成了SiC產(chǎn)品生產(chǎn)線的建立，現(xiàn)今市面上90%以上的SiC晶片都由其制造，相比于Si材料的MOSFET，SiCMOSFET的阻斷電壓可以輕易的達(dá)到1000V~2000V，而其開(kāi)關(guān)損耗、結(jié)電容值等開(kāi)關(guān)特性僅僅相當(dāng)于100V左右的SiMOSFET，導(dǎo)通電阻更是可以達(dá)到mΩ級(jí)別。以世強(qiáng)代理的C2M0160120D為例，該產(chǎn)品為1200V，19ASiCMOSFET，導(dǎo)通電阻160mΩ，與傳統(tǒng)硅變換器相比可減少60%的峰值功率損耗，并達(dá)到業(yè)界領(lǐng)先的96%的效率，并且該產(chǎn)品采用TO-247-3封裝，較傳統(tǒng)Si器件，其體積又減小了25%。

無(wú)獨(dú)有偶，SiC肖特基二極管無(wú)需反向恢復(fù)充電，可大幅降低開(kāi)關(guān)損耗并提高開(kāi)關(guān)頻率，堪稱最快的高壓肖特基二極管。世強(qiáng)代理的C3D16065D是一款650VSiC肖特基二極管，具有零反向恢復(fù)電流和零正向恢復(fù)電壓的特點(diǎn)，可在更高頻率下工作，與傳統(tǒng)Si器件相比，基本消除了二極管的開(kāi)關(guān)損耗，且開(kāi)關(guān)損耗不受溫度影響，從而進(jìn)一步提升了效率。

充電樁整體解決方案

充電樁解決方案框圖如下所示，交流電經(jīng)過(guò)整流變?yōu)橹绷麟?，而后?jīng)過(guò)PFC升壓，再經(jīng)過(guò)DC-DC隔離轉(zhuǎn)換輸出電壓，提供給汽車充電。主控MCU通過(guò)對(duì)強(qiáng)電側(cè)電壓電流信息的采樣監(jiān)控來(lái)控制功率器件的開(kāi)通與關(guān)斷，保障系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行。

圖2：充電樁解決方案框圖

針對(duì)新能源汽車充電樁，世強(qiáng)推出了完整解決方案，包含MCU、門驅(qū)動(dòng)光耦、MOSFET、IGBT、功率模塊、電源管理芯片等。具體產(chǎn)品信息如表1。

表1：充電裝解決方案產(chǎn)品信息列表

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相關(guān)產(chǎn)品詳情

C2M0160120D

C3D16065D

Z-Rec碳化硅肖特基二極管

碳化硅MOSFET

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