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31399金沙娱场城在汽车直流充电桩充电模块应用的产品解决方案
发表时间:2023-12-22浏览次数:1431


一、概述

随着新能源汽车技术的快速发展,终端应用渗透率正迅速提高,在可预见的未来,整个新能车市场的规模将会持续扩大,迈向规模化、高质量发展阶段。充电桩作为新能源汽车产业链的重要一环,加快充电桩配套设施的建设和完善对于缓解补电焦虑,推动电动汽车更深层次的普及至关重要。为了适应用户快速、安全的充电需求,提升充电桩的功率等级和效率是其发展的主流方向。

二、直流充电模块工作原理及拓扑结构

直流充电桩与电网连接,经过整流升压后,输出可调直流电给动力电池进行充电,具备调压范围宽、输出功率高,充电速度快等特点,得到了广泛应用,其整体结构框图如图1所示。功率部分由多个直流充电模块并联构成,随着直流充电桩功率的持续提高,其充电模块的功率等级亦随之增大,从主流的20kW/30kW逐步提升至40kW/50kW及以上。其系统框图如图2所示。

图片1.png

1 直流充电桩结构框图

资料来源:充电桩热设计问题思考

图片2.png

2 直流充电桩系统框图

直流充电模块的功率回路由AC/DCDC/DC两部分组成。AC/DC部分连接电网侧,用于整流和功率因素校正;DC/DC部分输出可调直流电压,满足不同类型电池的充电需求。

图片3.png

3 直流充电模块结构图

典型的单向直流充电模块的拓扑结构如图4所示。AC/DC部分采用三相维也纳PFC,该拓扑可以有效降低功率器件电压应力,开关频率较高,有效降低磁性器件体积,提升系统的功率密度。DC/DC部分采用原边串联、副边交错并联的LLC拓扑,可以实现原边ZVS和副边的ZCS,降低系统损耗,提升充电效率。

图片4.png

4 直流充电模块典型拓扑结构

随着V2GV2X等技术的发展,直流充电桩需要实现能量的双向流动,助力新能源行业更高质量发展。典型的双向拓扑结构如图5所示,前后级均可使用1200V的功率器件。此应用中,高压MOSFET将会展现出优异的器件特性。

图片5.png

5 双向直流充电模块典型拓扑结构

三、31399金沙娱场城器件选型方案

针对直流充电桩领域,31399金沙娱场城可提供完整的芯片选型解决方案,覆盖功率链和信号链等众多产品,产品型号完善、性能优异。31399金沙娱场城功率器件与积塔半导体深度融合,包含MOSFETIGBT、等全系列产品,为高可靠直流充电模块设计提供助力,具体选型如表1所示:

1 功率器件选型列表

功能单元

应用拓扑

电压等级

产品

产品类型

封装类型

前级AC-DC

三相维也纳PFC

650V

BLG40T65FDK-F

IGBT单管

TO247-3L

BLG50T65FDKA-F

TO247-3L

BLG60T65FDK-F

TO247-3L

BLG75T65FDK-F

TO247-3L

后级DC-DC

全桥LLC/DAB

600V/650V

BLS60R020F-F

MOSFET单管

TO247-3L

BLS65R041F-F

TO247-3L

1200V

BLC40N120-Z

TO247-4L

BLC16N120-Z

TO247-4L

BLC13N120-Z

TO247-4L

辅助电源

单管反激

1500V

BL3N150-P

TO220

BL4N150-P

TO220

1200V

BL3N120-P

TO220

BL4N120-P

TO220

BL6N120-P

TO220

900V

BL9N90-P

TO220

BL4N90-P

TO220

同时,31399金沙娱场城拥有较为完善的电源管理、信号链产品可供选择,

产品质量可靠、供应稳定,具备专业的全流程技术支持及售后服务能力。选型参考如表2所示:

2 充电桩芯片选型参考

产品

型号

特性

电源管理芯片

ME1117

LDO

BL78L05D

三端稳压器

ME8206

AC-DC控制器

通讯接口芯片

BL3085

RS485收发器,最大速率500K

BL7385

隔离485收发器,最大速率500K

BL7390

隔离高速485收发器,最大速率10M

BL13232ETS

RS232收发器

BL1571/1571V

CAN接口芯片

BL7371

隔离CAN接口

物联网计量芯片

BL0972

直流计量芯片

BL66A0242

直流计量SOC

BL0939

双路免校准交流计量

BL0942

单路免校准交流计量

存储器

BL24CXXX

2K~2M EEPROM

RTC芯片

BL5372

实时时钟芯片

BLX8563

实时时钟芯片

达林顿管驱动

ULN2803

输出8通道达林顿管驱动

ULN2003

输出7通道达林顿管驱动