2015年3月份，一份由國家能源局制定的草案引爆了整個新能源汽車圈，沒錯，這份眾人期盼已久的草案就是《電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》。該草案的完成對于汽車充電設(shè)施制造商帶來說堪稱一場“及時雨”。草案提到2020年國內(nèi)充換電站數(shù)量要達到1.2萬個，充電樁達到450萬個，這意味著一個千億級市場將在國內(nèi)的充電行業(yè)產(chǎn)生。

充電樁通常被譽為新能源汽車的“加油站”，可以固定在墻壁或地面，根據(jù)不同的電壓等級為各種型號的電動汽車充電。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)充電通過采用交流模式充電，大約需要5個小時，而快速充電通常采用直流模式充電，需要1個小時左右。

圖1：充電樁兩種充電模式：直流與交流

伴隨著行業(yè)內(nèi)各種政策的出臺和落地，可以窺見未來電動汽車的充電設(shè)備都將采用統(tǒng)一的標準，無線智能充電站，太陽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越近。然而無論何種充電方式，充電樁的電源部分都是整個產(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的尺寸和價格都會增加很多。針對這一問題，集化合物半導體材料、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到1000V~2000V，而其開關(guān)損耗、結(jié)電容值等開關(guān)特性僅僅相當于100V左右的SiMOSFET，導通電阻更是可以達到mΩ級別。以世強代理的C2M0160120D為例，該產(chǎn)品為1200V，19ASiCMOSFET，導通電阻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%。

無獨有偶，SiC肖特基二極管無需反向恢復充電，可大幅降低開關(guān)損耗并提高開關(guān)頻率，堪稱最快的高壓肖特基二極管。世強代理的C3D16065D是一款650VSiC肖特基二極管，具有零反向恢復電流和零正向恢復電壓的特點，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關(guān)損耗，且開關(guān)損耗不受溫度影響，從而進一步提升了效率。

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)過整流變?yōu)橹绷麟?，而后?jīng)過PFC升壓，再經(jīng)過DC-DC隔離轉(zhuǎn)換輸出電壓，提供給汽車充電。主控MCU通過對強電側(cè)電壓電流信息的采樣監(jiān)控來控制功率器件的開通與關(guān)斷，保障系統(tǒng)安全可靠的運行。

圖2：充電樁解決方案框圖

針對新能源汽車充電樁，世強推出了完整解決方案，包含MCU、門驅(qū)動光耦、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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