龍騰半導體MOS和IGBT在充電樁上的應用

一、充電樁介紹

充電樁是指為電動汽車提供能量補充的充電裝置，其功能類似于加油站里面的加油機，可以固定在地面或墻壁，安裝于公共建筑（公共樓宇、商場、公共停車場等）和居民小區停車場或充電站內，可以根據不同的電壓等級為各種型號的電動汽車充電。

充電樁的輸入端與交流電網直接連接，輸出端都裝有充電插頭用于為電動汽車充電。充電樁一般提供常規充電和快速充電兩種充電方式，人們可以使用特定的充電卡在充電樁提供的人機交互操作界面上刷卡使用，進行相應的充電操作和費用數據打印，充電樁顯示屏能顯示充電量、費用、充電時間等數據。 充電樁按其充電方式可分為：直流充電樁、交流充電樁和交直流一體充電樁。 交流充電樁

交流充電樁是固定安裝在電動汽車外與電網連接，為電動汽車車載充電機（即固定安裝在電動汽車上的充電機）提供交流電源的供電裝置。交流充電樁只提供電力輸出，沒有充電功能，需連接車載充電機為電動汽車充電，相當于只是起了一個控制電源的作用。

其特點為：充電功率小、充電時間長，但充電設備成本低。

直流充電樁

直流充電樁基本構成包括：功率單元、控制單元、計量單元、充電接口、供電接口及人機交互界面等。功率單元是指直流充電模塊，控制單元是指充電樁控制器。除以上核心部件外，一個直流充電樁還有其他的一些重要小部件，如鈑金件、熔斷器、繼電器和防雷裝置等。直流充電樁本身作為一種系統集成產品，除了“直流充電模塊”和“充電樁控制器”這兩個組件構成了技術核心之外，結構設計也是整樁可靠性設計的關鍵點之一。

圖為 交、直流充電原理

二、充電樁市場分析

我國充電模塊已歷經三代發展，從第一代7.5kW到第二代15/20kW，現在正處于第二代到第三代30/40kW的轉換期，國內廠商英飛源、永聯、優優綠能和電王快充等企業已具備批量生產使用40kW充電模塊能力，大功率充電模塊已然成為市場主流。當前國內市場，25%充電功率在60kW，120kW和150kW的充電樁則占據著30%和32%的份額，僅5%的功率超過150kW。

為解決新能源汽車面臨的充電問題，國家從政策層面大力推進充電基礎設施發展，新能源補貼從“補車”到“補樁”，充電基礎設施建設納入“新基建”，多項政策持續出臺，有效促進了充電基礎設施的快速發展。截至 2022年底，全國各類充電樁保有量達到521萬臺，車樁比已達到2.5:1。數據統計預測2023年度直流充電樁市場總額117億，增量41萬臺，CAGR約53%。預測2023年度充電樁市場MOS和IGBT總額11億人民幣。

三、產品應用及優勢

充電樁典型拓撲

針對充電樁市場應用，龍騰半導體的高壓超結MOS，其產品優勢：

針對LLC拓撲，優化體二極管，增強di/dt能力，降低Qrr和驅動干擾；

優化Vth，讓多管并聯工作更可靠；

優化Qg和Coss/Ciss比值，降低驅動損耗，提升驅動抗干擾能力；

優化EAS，增強抗雪崩能力。

針對充電樁市場應用，龍騰半導體的IGBT，其產品優勢：

優化Vceset，更大程度的導通損耗，降低溫升；

優化反并聯二極管，增強di/dt能力；

優化開關速度，開關頻率可達60kHZ。

以上優點，使得龍騰產品在充電樁應用上更安全高效。

四、龍騰針對充電樁MOSFET選型表

審核編輯：湯梓紅