EliteSiC 解决方案用于电动车充电

概述

电动汽车市场的繁荣推动了多个行业的发展，其中电动汽车充电器无疑是受激励应用之一。为了满足电动汽车日益增长的需求，需要建立更多更快的充电基础设施。同时，作为实现低碳目标的重要手段，电动汽车充电设备需要高效设计。
 
在充电模块中，向更高功率和更高效率发展的趋势是可以预见的。通过采用合适的电力组件和拓扑结构，加上强大的控制器，我们将拥有更多的大功率充电站，以解决续航焦虑并减少碳排放。

功率转换阶段

DC EV充电器由经典的AC-DC和DC-DC功率转换阶段组成。DC充电器的前端包括一个三相功率因数校正（PFC）升压阶段，可以采用多种拓扑结构（两级或三级）以及单向或双向。请参阅 AND90142 - Demystifying Three Phase Power Factor Correction Topologies 了解三级和示例三级PFC电路。电网的电压水平400 V - 480 V（三相）/ 110 V – 240 V（单相）被升压到500 – 1000 V（并且目标更高）。随后的DC-DC隔离阶段将母线电压转换为所需的输出电压。输出电压与EV电池电压对齐（通常为400V或800V），需要涵盖电压充电曲线。因此，DC-DC输出范围可能在150V到1000V之间波动。具体实现可能针对400 V或800 V级别进行优化。
 
DC EV充电器的整个系统效率目前约为95%，主要损耗来自功率转换、电缆、变压器。在高功率系统中，即使是1%的损耗也会产生大量热量，因此提高效率始终是充电器设计师的目标。

直流壁挂式充电器

DC wallbox（充电器）被认为是传统低功率交流充电器的替代品，这些充电器通常安装在停车场、住宅、办公室等地方。它必须紧凑、轻便且具有成本效益。DC wallbox的关键价值在于它定义了充电功率，而不是依赖于车载充电器。（交流充电器是一个简单系统，包含电表和通信接口，没有高功率转换阶段。）随着DC wallbox的采用，一些制造商考虑从其未来的电动汽车中移除车载充电器以降低车辆成本。然而，这也会带来不便，因为交流充电器将无法使用。

通信

通信和连接是电动汽车充电器的基石，完成不同的功能：在电源阶段的堆叠模块之间，CAN、PLC、RS485，这取决于充电器OEM。在车辆与充电器之间进行充电序列，通常使用CAN或PLC。用于支付、服务管理、维护、软件升级的外部连接，首选的通信方法是BLE、Wi-Fi、4G/5G。

合规与标准

全球有多项标准和协议定义了直流充电的要求，例如 IEC-61851 / SAE1772、GB/T 标准，以及 CHAdeMO、Combined Charging System (CCS) 或 Tesla Supercharger 协议。IEC 61000-3-2/4 定义了电力谐波的限制。

分立与功率模块

有许多因素会影响客户的决策，但对于高功率产品，尤其在处理多个并联的离散MOSFET/IGBT时，强烈推荐使用模块解决方案。模块化方法将改善如由不平衡电流和热量、开关时间、布线连接等引起的长期性能问题。请阅读 AND9100 – 并联IGBTs 以了解更多信息。