作為充電樁的“心臟”，充電模塊的性能和可靠性，對充電樁的重要性不言而喻。“超級充電”概念的普及，使續(xù)航里程長、充電時間短，成為了越來越多上市電動汽車的賣點。

　　日前，發(fā)布的國標GB/T20234-2023 中將電動汽車傳導充電用連接裝置的第4部分：大功率直流充電接口，重點修訂將電壓的范圍擴展到1500Vdc，相應電流的范圍擴展到1000A。此外，標準中還增加了對液冷充電樁的相關規(guī)定等。

　　這將意味著，未來更大功率的MW級充電站將逐漸走進現實。只要你的電動汽車支持超級充電，就可以像到加油站加油一樣便捷。
　　充電模塊技術分析
　　事實上，將業(yè)務重點聚焦和布局在“低碳”賽道的瑞能半導體，早就察覺作為配套的重要基礎設施，充電樁未來將朝著大功率，高效率，全液冷，全面超充化的方向發(fā)展。
　　瑞能研發(fā)的BYC100MW-600PT2將幫助客戶實現40kW+大功率高效率的充電模塊設計，WND60P20W會給予客戶更高的電壓設計裕量，滿足更復雜和惡劣的應用場景需求，助力新能源汽車的飛速發(fā)展與國家低碳目標的實現。
　　充電模塊，實際上是一個電力電子變換器，它的功能是將來自電網的交流電能轉換成可以供電動汽車動力電池儲存起來的直流電能。

　　充電模塊變換器通常是兩級的拓撲架構，級通常是三相的PFC，以ViennaPFC居多，功能主要是將AC轉換成DC，并進行功率因數的校正。

　　圖2：Vienna PFC拓撲架構
　　第二級通常是DC-DC變換，以高轉換效率的LLC拓撲居多，主要是將PFC輸出的直流高壓（800Vdc）轉變成輸出電壓可以調節(jié)的寬范圍直流電壓200Vdc~1000Vdc，以匹配不同電池電壓等級的需求。此外，DC-DC也通過高頻變壓器實現了和電網的電氣隔離。

　　由于目前的充電模塊還是以輸出功率到電動汽車的應用場景為主，所以DC-DC的輸出整流普遍選用FRD進行整流。得益于FRD的負溫度系數的特性，再結合LLC大部分工作狀態(tài)對反向恢復的要求不是那么苛刻，所以特別適合于充電模塊這種工作于高溫大電流的輸出的應用場景。

　　圖3：LLC DC-DC拓撲架構
　　目前市場上主流充電模塊的功率等級在20kW~40kW，超充通常會由若干個充電模塊并聯后進行輸出。因此，為了能夠確保每一個模塊在起機時不受其他模塊的影響，Oring二極管必不可少。正常工作時該二極管處于導通狀態(tài)，主要是導通損耗。因此，低VF的標準整流二極管是選擇。
　　瑞能級別解決方案
　　瑞能半導體用于LLC副邊整流的BYC75W-600P和Oring的二極管WND60P16W已經在頭部充電模塊廠家30kW機型上穩(wěn)定可靠量產多年。隨著近充電模塊向大功率發(fā)展，同時滿足充電站惡劣的運行環(huán)境，我們結合客戶的實際需求，推出了用于40kW充電模塊上使用的BYC100MW-600PT2和更高耐壓的WND60P20W，幫助客戶解決了實際的應用問題。
　　BYC100MW-600PT2 特點
　　電流可達100A
　　超低的反向漏電流
　　完美的VF-QRR折中性能
　　堅強的抗雪崩擊穿能力
　　#WND60P20W 特點
　　反向耐壓可達2000Vdc
　　極低的正向導通壓降
　　更高的正向浪涌電流能力

　　堅強的抗雪崩擊穿能力

　　通過BYC100MW-600PT2和BYC75W-600PT2的參數對比，我們可以看到BYC100MW-600PT2在保持相同的反向恢復電荷的基礎上，VF改善明顯。因此，更適合40kW大功率充電模塊的應用，客戶在40kW模塊上的實際測試溫升會降低8℃~10℃，大大地改善了系統(tǒng)的熱設計。

　　圖4：BYC100MW-600PT2 VF曲線

　　圖5：BYC100MW-600PT2 Qrr曲線
　　在充電站的應用場景中，考慮到從充電模塊的輸出到高壓動力電池的距離一般都比較遠，遠有可能會有30~40m。因此，在充電模塊開始輸出的瞬間，充電線上的雜感和系統(tǒng)中的電容會震蕩，引起二極管承受一個反向電壓尖峰。如果該電壓超過二極管的雪崩電壓，將會引起雪崩擊穿；如果二極管耐雪崩能量不足，將會損壞。

　　WND60P20W是在瑞能半導體已有產品WND60P16W的基礎上將反向耐壓提升到2000Vdc，同時優(yōu)化了相應的耐雪崩擊穿的能力。WND60P20W可以滿足日漸復雜和惡劣的充電模塊工作環(huán)境，給客戶的模塊設計提供更大的安全裕量。

　　圖6：Oring二極管兩端電壓震蕩
　　關于瑞能半導體
　　瑞能半導體專注于功率半導體領域，傳承逾50年的技術，銷售點遍布大中華區(qū)、歐洲、亞太及美洲，產品應用覆蓋智能家電，電動汽車，通訊工業(yè)等行業(yè)，為客戶在各自細分行業(yè)提供可靠的技術支持。瑞能半導體掌握獨立的功率半導體技術，憑借優(yōu)異的品質和性能，其產品已被眾多企業(yè)驗證并使用。
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