【導讀】直流快速充電能夠以更高的功率為電池充電，具有充電速度快、損耗低、充chong電dian效xiao率lv高gao

，可ke適shi應ying大da容rong量liang電dian池chi等deng優you點dian
，提ti高gao了le電dian動dong車che的de可ke用yong性xing和he便bian利li性xing，隨sui著zhe電dian動dong車che的de普pu及ji和he發fa展zhan
，已yi經jing成cheng為wei當dang前qian電dian動dong車che充chong電dian應ying用yong發fa展zhan的de主zhu流liu技ji術shu，市shi場chang前qian景jing可ke期qi。本ben文wen將jiang為wei您nin介jie紹shao直zhi流liu充chong電dian的de應ying用yong發fa展zhan趨qu勢shi，以yi及ji由you艾ai睿rui電dian子zi與yuInfineon
、ST等合作夥伴所推出的相關解決方案。

直流快速充電能夠以更高的功率為電池充電，具有充電速度快、損耗低、充chong電dian效xiao率lv高gao
，可ke適shi應ying大da容rong量liang電dian池chi等deng優you點dian，提ti高gao了le電dian動dong車che的de可ke用yong性xing和he便bian利li性xing，隨sui著zhe電dian動dong車che的de普pu及ji和he發fa展zhan，已yi經jing成cheng為wei當dang前qian電dian動dong車che充chong電dian應ying用yong發fa展zhan的de主zhu流liu技ji術shu，市shi場chang前qian景jing可ke期qi。本ben文wen將jiang為wei您nin介jie紹shao直zhi流liu充chong電dian的de應ying用yong發fa展zhan趨qu勢shi，以yi及ji由you艾ai睿rui電dian子zi與yuInfineon、ST等合作夥伴所推出的相關解決方案。

全球直流快速充電市場前景可期

依據市場分析，預計到2034年
，直流快速充電器將占據公共充電器市場份額的33%。以美國市場為例，根據兩黨基礎設施法案，將提供為期5年的國家電動汽車基礎設施（NEVI）50億美元的資助計劃。

在歐洲、中東和非洲地區，目標則是到2030年建立350萬個充電點
，並批準投資15億歐元用於替代燃料基礎設施，包括跨歐洲網絡的電動快速充電設施。

在亞太地區

，根據麥肯錫的數據，預計到2030年，東盟市場預計將需要95,000個公共交流充電點和40,000個直流充電點，比目前的數量多出30倍，其中中國將占據90%以上的市場份額。

直流充電的應用場景將包括50kW – 350kW典型的功率範圍，全球直流充電器在2023的數量已有868,000個，相較於2022年的330,000個
，數量增長超過60%
，依據2030年的規劃路線發展
，到2030年美國將有500,000個快速充電器，歐盟則有350萬個充電點，市場發展潛力相當可觀。

30kW電動汽車充電器一站式解決方案

艾睿電子的子公司eInfochips看好直流充電市場的發展
，推出了30kW電動汽車充電器一站式解決方案，eInfochips的直流快速充電器設計，是一款智能
、互聯、麵向未來的直流充電器。

eInfochips直流充電器具有10英寸大型HMI顯示屏（亮度1000尼特），可通過LED和揚聲器發出通知
，LED可指示電源、故障、充電的狀態，並具有用於用戶通知的揚聲器輸出（3W），可使用EVWER（eInfochips的知識產權）來進行遠程管理，支持CCS1/CCS2充電標準
，具有超精簡型的電能計量，可支持智能充電／V2G應用的OCPP 1.6J/ISO15118標準
，內置過壓／過流、浪湧等係統安全機製，額定功率達30 kW/60 A。

eInfochips直流充電器可分成電源模塊、SECC單元等構建模塊，支持輸入過壓／欠壓、過溫、過流
、接地故障、RCD/CCID器件
、短路、浪湧、緊急關機等輸入保護，以及過溫、過流、直流高壓（輸入/輸出）、電流隔離、電擊（直流隔離監視器）等輸出保護，具有吉比特以太網、Wi-Fi網絡接口，支持OCPP 1.6J網絡通訊
，以及ISO15118、IEC 61851-23, -24車載通信，以及CCS1/CCS2充電接口與電能計量功能。

這款一站式電動汽車充電解決方案，具有軟件／數字平台開發，包括與雲無關的方案（Azure、AWS、GCP）
、高級充電功能實施、通知、推送警報
、報告和儀表板
，以及數據聚合和分析功能。在測試與認證方麵，將預先合規和認證測試（CE、FCC、UL、RoHS

、REACH等），支持進行功能、EDVT
、熱測試，以及IP67、衝擊
、壓力清洗和紫外線輻射等機械功能，與質量保證和測試自動化。

此外，這款電動汽車充電解決方案還可支持移動／網絡應用程序開發，這是基於多租戶的網絡平台，可進行跨平台Android/iOS移動應用程序開發。支持全棧設計
、UI/UX、應用程序分析與多語言支持。在固件開發方麵則支持BSP開發／定製／測試，可用於Linux、RTOS、Android等操作係統，支持固件應用
、OTA、網絡安全，以及器件驅動程序、HAL、中間件、庫。

該解決方麵還可提供設計到製造的製造即服務一站式解決方案
，可協助製造／裝配設計
、元器件／供應鏈輔導，可提供超過15個以上的合同製造商。其硬件設計符合OCPP標準的電動汽車充電器設計，支持嵌入式、工業、機械設計，以及元器件／BoM、架構、PCB原理圖、布局
、信號完整性
、電路板
、原型設計
、DFA/DFM等資源
，並可提供產品生命周期管理、傳統資產的現代化、L1/L2/L3支持、24x7 NOC、SLA管理
、開發運營／雲運營等管理服務。

支持電池電壓1200V以上的高功率直流充電解決方案

由於電動汽車電池的電壓從400V提高到800V
，因此為了減少銅線的質量同時提高功率密度，功率器件的額定電壓也提高到1200V以上。為了支持這個需求，Infineon推出了CoolSiC™ MOSFET 2kV 62 mm SiC MOS半橋模塊評估板―― EVAL-FFXMR20KM1HDR，這是一款柵極驅動器板，用於在半橋配置中采用Infineon最新的CoolSiC™ MOSFET技術驅動62 mm模塊。它使用的1ED3890MC12M緊湊型柵極驅動器以及升壓級等器件，具有可靠性與快速的可控性，可提高驅動器的輸出功率。

這款半橋模塊評估板采用CoolSiC™ Trench MOSFET技術的62 mm
、2kV模塊的半橋驅動器
，支持分離源極和灌極以優化柵極驅動，采用1ED3890MC12M或1ED3890MU12M（X3數字）驅動器IC，帶有I2C總線，可用於參數調整
，支持硬件欠壓鎖定（UVLO）保護，適當的PCB設計可限製運行期間PCB的發熱
，具有可調斜率、穩定時間和穩定水平的兩級關斷（TLTO），負電壓調節範圍為-5 V至0 V

，是一款即插即用、隨時可用的器件測試板解決方案
，具有可進行高開關頻率的正電壓調整
，PCB設計可限製運行期間PCB的發熱等好處，可應用於電動汽車充電、光伏
、不間斷電源（UPS）等領域。

這款評估板中采用的EiceDRIVER™ 1ED38x0Mc12M增強型，是一款單通道5.7 kV（rms）隔離式柵極驅動器IC，具有I2C可配置性，適用於DESAT
、軟關斷
、UVLO
、米勒鉗位和可選的兩級關斷。此柵極驅動器可支持650 V
、1200 V
、1700 V

、2300 V IGBT、SiC和Si MOSFET。

這款柵極驅動器支持40 V絕對最大輸出電源電壓，以及±3 A、±6 A和±9 A典型灌電流和拉電流峰值輸出電流

，具有獨立的源輸出和灌電流輸出，用於硬開關或可選的兩級關斷以及有源米勒鉗位
，I2C總線可用於參數配置和狀態寄存器讀出，支持精確、可調節、溫度補償的VCEsat檢測（DESAT），具有故障輸出
，與去飽和檢測後可調節IGBT軟關斷，可在高達125 ℃的高環境溫度下運行
，並在160 ℃（±10 ℃）時過溫關閉。

這款柵極驅動器可支持嚴格的IC到IC傳播延遲匹配（tPDD, max = 30 ns），輸入和輸出側具有遲滯欠壓鎖定保護，並具有主動關斷功能，集成ADC比較器可產生可配置反饋或故障關閉行為，高共模瞬態抗擾度（CMTI）為200 kV/μs，采用節省空間的小型DSO-16細間距封裝
，具有大爬電距離（大於8 mm），通過UL 1577、VDE 0884-11安全認證，符合工業應用要求。

完整的 30kW 電動車充電器功率模塊一站式解決方案

ST也推出了電動汽車充電器的30kW功率模塊解決方案，其中包括帶有數字控製的30 kW Vienna PFC整流器參考設計──STDES-30KWVRECT，這款參考設計可為基於三電平Vienna拓撲的大功率三相有源前端（AFE）整流器應用
，引入了完整的數字電源解決方案。

借助SCTWA90N65G2V-4和STPSC40H12C，該平台的峰值效率超過98.5%。其采用STM32G474RE混合信號高性能微控製器進行全數字控製，可對功率因數
、直流電壓和軟啟動程序進行全麵控製。STDES-30KWVRECT實現了低總諧波失真（滿載時THD小於5%）和高功率因數（滿載時高於0.99），同時提供高帶寬連續傳導模式（CCM）電流調節。

這款參考設計包含一個三相三電平AC-DC電源轉換器，支持800 V直流電壓額定電壓
、400 V交流電壓額定電壓，具有最大功率30 kW，功率因數大於0.99，浪湧控製和軟啟動額定運行時THD低於5%。

在基於SiC MOSFET和SiC二極管的功率部分
，支持70 kHz高頻工作，具有大於98.5%的更高效率，並聯SiC MOSFET可提供更高功率和平衡共享電流
，縮減無源器件的重量和尺寸。

在基於STM32G474RE微控製器的控製部分，包含SWD–UART、I²C和DAC等控製和監控接口，還有64引腳的數字電源連接器，LED狀態可做為用戶接口
，四個集成的高性能運算放大器可提供更多功能。

此外，ST還推出采用STM32G4的30 kW SiC MOSFET DC-DC轉換器

，可用於電動汽車充電器。這款帶數字控製的直流充電模塊30 kW三相LLC參考設計（STDES-30KWLLC）的額定輸出功率為30 kW，開關頻率為100-300 kHz，支持650 VDC – 850 VDC的直流輸入電壓與200 VDC – 1000 VDC直流輸出
，峰值效率大於98%，內置STM32G474這款高性能的32位MCU，采用PFM操作模式，輸入具有欠壓保護、過壓保護、過流保護，輸出支持過壓保護
、過流保護功能。

這款轉換器是基於1200 V SiC器件和高開關頻率，可實現更高效率
，采用更少的SiC MOSFET
，可通過單個LLC轉換器實現更高的功率，並具有寬範圍、高輸出電壓。

ST另一款用於電動車充電站的30 kW三相Vienna整流器，具有三相345 VAC至460 VAC，頻率47 Hz至63 Hz輸入交流電壓
，最大輸入電流為55 ARMS
，直流輸出電壓為800 VDC，額定輸出功率30 kW，開關頻率70 kHz，峰值效率大於98.7%
，滿載運行時功率因數為0.99，THD低於5%

，內置STM32G474高性能32位MCU。這款30 kW三相Vienna整流器是基於SiC器件的解決方案，可實現更高的效率，具有極低的THD（總諧波失真）
、更高的可靠性，設計複雜度低。

ST另一款帶數字控製暖機的60 kW三相並聯LLC則具有650 VDC – 850 VDC直流輸入電壓
，200 VDC – 1000 VDC直流輸出，額定輸出功率為60 kW，峰值效率大於98%
，內置STM32G474高性能32位MCU，這是基於SiC器件的解決方案，可實現更高的效率，並聯LLC使用更少的SiC MOSFET來實現更高的功率
，具有寬範圍
、高輸出電壓。

ST基於STM32G4和SiC的解決方案，將有助於實現高性能電動汽車充電器
，共包括可實現大功率電動汽車充電器的PFC與DCDC整體解決方案
，並可為客戶提供先進的完整元器件（SiC MOSFET、SiC二極管、STGAP、STM32）
，30 kW三相解決方案可在160 kHz 700 Vout半負載下實現 98% 峰值效率。

結語

直(zhi)流(liu)快(kuai)速(su)充(chong)電(dian)在(zai)電(dian)動(dong)車(che)應(ying)用(yong)中(zhong)的(de)發(fa)展(zhan)日(ri)趨(qu)快(kuai)速(su)，重(zhong)要(yao)性(xing)也(ye)日(ri)漸(jian)提(ti)高(gao)，是(shi)現(xian)代(dai)電(dian)動(dong)車(che)技(ji)術(shu)中(zhong)的(de)關(guan)鍵(jian)技(ji)術(shu)。直(zhi)流(liu)快(kuai)速(su)充(chong)電(dian)係(xi)統(tong)能(neng)夠(gou)以(yi)更(geng)高(gao)的(de)功(gong)率(lv)為(wei)電(dian)池(chi)充(chong)電(dian)
，相(xiang)比(bi)交(jiao)流(liu)充(chong)電(dian)可(ke)更(geng)快(kuai)地(di)充(chong)滿(man)電(dian)池(chi)，為(wei)電(dian)動(dong)車(che)的(de)普(pu)及(ji)和(he)發(fa)展(zhan)提(ti)供(gong)了(le)重(zhong)要(yao)支(zhi)持(chi)，提(ti)升(sheng)了(le)電(dian)動(dong)車(che)的(de)用(yong)戶(hu)體(ti)驗(yan)和(he)可(ke)用(yong)性(xing)。本(ben)文(wen)所(suo)介(jie)紹(shao)的(de)多(duo)款(kuan)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)，將(jiang)能(neng)夠(gou)加(jia)快(kuai)客(ke)戶(hu)設(she)計(ji)直(zhi)流(liu)快(kuai)速(su)充(chong)電(dian)產(chan)品(pin)的(de)速(su)度(du)
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