充電樁電路圖 充電樁電路設(shè)計中單向充電樁 雙向充電樁解決方案分享

大家應(yīng)該還記得假期電動汽車在高速公路上搶充電樁而打架互毆的新聞，充電樁作為電動汽車的能量補給裝置幾乎是必備的，如果你家里沒有裝，那你一定會慎重考慮購買電動車，周邊充電是否方便，電價是否便宜，是否安全。

特別是充電樁電路設(shè)計是否能夠達到安全防護的目的，比如是否具有急停功能、過負荷保護、短路保護、漏電保護、防雷保護、過熱保護、絕緣保護、電池反接、電池過壓、電池故障等保護功能，而且要充電樁電路性能穩(wěn)定可靠。

這里給大家分享幾個快速、高效、安全、合理的充電樁電路圖和充電樁電路設(shè)計方案。大家感興趣的可以看看羅姆半導(dǎo)體的方案。

針對單向充電樁

面向大功率Vienna PFC+LLC電路拓撲的方案

Vienna整流＋LLC構(gòu)成了充電樁的基本電路。如果考慮設(shè)備成本，羅姆推薦使用硅器件、FRD（快恢復(fù)二極管）方案；如果需要高功率密度和高效率，則推薦使用碳化硅 MOS/SBD方案。

Vienna PFC+LLC電路和器件示例

PFC部分更適合使用碳化硅器件，理由有二：其一，高溫時導(dǎo)通電阻增加較少，能實現(xiàn)高效率，同時可抑制發(fā)熱，使用更小的散熱板；其二，碳化硅器件的恢復(fù)損耗非常小，開關(guān)損耗較小，能夠提高工作頻率，有助于輸入線圈的小型化。作為硅器件解決方案，也可以使用具有高速開關(guān)的羅姆SJ-MOSFET“R65xKN系列”以及IGBT“RGW系列”。

Vienna PFC拓撲推薦器件

其次，對于LLC部分，羅姆通過高耐壓1200V 碳化硅MOS來削減部件個數(shù)。通過將1200V 碳化硅MOS應(yīng)用于LLC部分，可以將Stack型的LLC電路變更為下述Single型。具備高耐壓、高速開關(guān)特點的碳化硅器件給Single LLC帶來以下優(yōu)點：

減少功率器件數(shù)量，節(jié)省空間，簡化電路，降低故障率；

減少控制元件數(shù)量，簡化驅(qū)動電路，減少MCU使用數(shù)、減少端口數(shù)。

碳化硅MOS可以實現(xiàn)Single LLC的優(yōu)勢

針對雙向充電樁

面向三相B6-PFC電路拓撲的解決方案

羅姆針對雙向充電樁的三相B6-PFC拓撲的方案使用1200V 碳化硅MOS，它具有以下優(yōu)點：

受高溫影響小；

高速恢復(fù)性能有助于可實現(xiàn)輸入線圈、絕緣變壓器的小型化；

抑制偏共振時的破壞風(fēng)險。

20kW以下使用1200V開關(guān)元器件，例如高效率的碳化硅MOSFET “SCT3xxxKx（1200V/17-95A）”或標準IGBT “RGSxxTSX2”。在20kW以上的應(yīng)用中，可以選擇全碳化硅功率模塊“BSMxxxD1xPxCxxx/Exxx/Gxxx（1200-1700V/80-600A/Half-Bridge）”，實現(xiàn)雙有源橋諧振變換器（絕緣雙向DC-DC）。

針對充電樁二次電源系統(tǒng)的解決方案

針對充電樁系統(tǒng)中的二次部分（控制器，驅(qū)動部分），羅姆也有非常多的產(chǎn)品可供選擇，其中在電源方面，有電源樹形式的提案，從HV-DCDC到DCDC或LDO。

電源樹形式的提案

新產(chǎn)品是非隔離型DC/DC轉(zhuǎn)換器IC，采用BiCDMOS高耐壓工藝，可提供先進工業(yè)設(shè)備所需的電源功能。適用于48V電源系統(tǒng)，具有超高的80V耐壓，安全工作范圍更寬，與同等輸出電流的普通產(chǎn)品相比，耐壓提高了約20％。其足夠的余量可以應(yīng)對突發(fā)性浪涌電壓，有助于提高應(yīng)用的可靠性。

此外，還實現(xiàn)了耐壓60V以上DC/DC轉(zhuǎn)換器IC中超高的5A最大輸出電流，有助于實現(xiàn)更多功能的小型化充電樁。另外，內(nèi)置低損耗MOSFET可在2A至5A寬輸出電流范圍內(nèi)實現(xiàn)高達85%的功率轉(zhuǎn)換效率，更加節(jié)能。

與普通產(chǎn)品相比，耐壓提高約20％