試看新能源汽車的“加油站”如何撬動千億級市場？

　　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《電動汽車充電基礎設施建設規劃》。該草案的完成對于汽車充電設施制造商帶來說堪稱一場“及時雨”。草案提到2020年國內充換電站數量要達到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的充電行業產生。

　　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充電和快速充電兩種模式，常規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

　　伴隨著行業內各種政策的出臺和落地，可以窺見未來電動汽車的充電設備都將采用統一的標準，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領先者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產品生產線的建立，現今市面上90%以上的SiC晶片都由其制造，相比于Si材料的MOSFET，SiC MOSFET 的阻斷電壓可以輕易的達到1000V~2000V，而其開關損耗、結電容值等開關特性僅僅相當于100V左右的Si MOSFET，導通電阻更是可以達到mΩ級別。以世強代理的C2M0160120D為例，該產品為1200V，19A SiC MOSFET，導通電阻160mΩ，與傳統硅變換器相比可減少60% 的峰值功率損耗，并達到業界領先的96% 的效率，并且該產品采用TO-247-3 封裝，較傳統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，可大幅降低開關損耗并提高開關頻率，堪稱最快的高壓肖特基二極管。世強代理的C3D16065D是一款650V SiC 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Si 器件相比，基本消除了二極管的開關損耗，且開關損耗不受溫度影響，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，交流電經過整流變為直流電，而后經過PFC升壓，再經過DC-DC 隔離轉換輸出電壓，提供給汽車充電。主控MCU通過對強電側電壓電流信息的采樣監控來控制功率器件的開通與關斷，保障系統安全可靠的運行。

　　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、門驅動光耦、MOSFET、IGBT、功率模塊、電源管理芯片等。具體產品信息如表1。

　　表1：充電裝解決方案產品信息列表

　　世強擁有成熟的技術支持團隊和系統的服務流程，根據需求向客戶提供新產品推介、快速樣品、應用咨詢、方案及軟件設計、開發環境、售后及物流等方面的專業服務。樣片申請或整體方案咨詢請聯系世強。