充電樁用基本半導體詳解

根據中汽協數據顯示，2022年全年國內新能源汽車呈現持續快速增長，產銷達到705.8 萬/688.7萬量，同比增長96.9%/93.4%，市場占有率達到25.6%。

中汽協預計2023年我國新能源汽車銷量將達 900萬輛，同比增長35% 。

充電樁是新能源車領域的基礎設施。

發改W披露，截至2021年底，全國充電設施規模達到 261.7萬臺，換電站1298 座，服務近800萬輛新能源汽車，國家和地方已積極出臺一系列產業鼓勵政策，將切實推動充電樁的高效建設和合理布局。

據發改W《關于進一步提升電動汽車充電基礎設施服務保障能力的實施意見》，到“十四五”末，我國電動汽車充電保障能力將進一步提升，形成適度超前、布局均衡、智能高效的充電基礎設施體系，能夠滿足超過2000萬輛電動汽車充電需求。

新能源車銷量持續增長，充電樁面臨較大缺口以及充電速度的改善。

大功率快充未來已來

目前國內常見的普通快充設備充電時間仍需要 40min左右，而慢充則需要8h左右，新

能源車廠商紛紛布局充電更快的大功率充電方案。

2021年9月，比亞迪發布e平臺 3.0，有 800V閃充功能，實現充電5分鐘續航150公里；

2021年11月，小鵬汽車在2021廣州車展展示的G9車型成為國內首款基于800V高壓 SiC 平臺的量產車，充電5分鐘最高可補充續航 200 公里；

理想汽車將同步研發Whale以及Shark平臺 800V高壓架構車型，并配備400kW大功率充電樁，計劃于2023年以后每年至少推出兩款高壓純電動汽車，實現充電10分鐘續航400公里。

高壓平臺快充方案對于充電樁所采用的功率器件的耐壓性、轉換效率、導通損耗等性能要求更高。

充電模塊

充電模塊是充電樁的核心部件，技術迭代進入快車道。

充電包括直流充電和交流充電。

交流充電樁：本質是一個帶控制的插座，主要包含交流電表、控制主板、顯示屏、急停旋鈕、 交流接觸器、充電槍線等結構，結構較為簡單，需要車載充電機自己進行變壓整流，幾乎不 涉及功率器件。

直流充電樁：其結構更為復雜，包括充電模塊、主控制器、絕緣檢測模塊、通信模塊、主繼 電器等部分，其中充電模塊又稱功率模塊，是充電樁行業具有技術門檻的核心部件，約占據 充電樁總成本的 50%；

核心功能是將電網中的交流電轉化為可直接向電池充電的直流電，組 成部分包括半導體功率器件、集成電路、磁性元件、PCB、電容、機箱風扇等，半導體功率器 件成本占充電模塊總成本的 30%，是充電模塊的關鍵組成部分。

功率器件

充電模塊作為充電樁的核心部件，其核心功能的實現主要依托于功率半導體器件發揮整流、 穩壓、開關、變頻等作用，隨著用戶更加追求充電系統的小型化、高效化，功率器件作為充 電樁的核心器件，也面臨著不斷優化和升級。

目前國內充電樁所采用的功率器件主要是硅基MOSFET（金屬氧化物半導體場效應管） 和 IGBT。

IGBT是由 BJT（雙極型三極管）和 MOS（絕緣柵型場效應管）組成的復合全控型電壓驅動式 功率半導體器件，兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降兩方面的優點，是電力電子領域較為理想的開關器件。

不過又出現新的技術碳化硅器件，相比IGBT，碳化硅器件不需要進行電導率調制即能夠實現高耐壓、低阻抗，開關速度更快。

據半導體投資聯盟，與傳統硅器件相比，碳化硅模塊可以幫助充電樁提升近30%的輸出功率、 減少50%左右的損耗，并增強充電樁的穩定性。

基本半導體—碳化硅MOSFET

基本半導體自主研發的碳化硅 MOSFET 具有導通電阻低，開關損耗小的特點，可降低器件損耗，提升系統效率，更適合應用于高頻電路。在新能源汽車電機控制器、車載電源、太陽能逆變器、充電樁、UPS、PFC 電源等領域有廣泛應用。 ?

碳化硅驅動

1、半橋兩并聯功率單元

該產品是青銅劍科技為基本半導體碳化硅 MOSFET 量身打造的解決方案，搭配基本半導體TO-247-3 封裝碳化硅 MOSFET。

2、通用型驅動核

1CD0214T17-XXYY 是青銅劍科技自主研發的一系列針對于單管碳化硅MOSFET 的單通道驅動核，可以驅動目前市面上大部分 1700V 以內的單管碳化硅 MOSFET， 該驅動核設計緊湊，通用性強。

1CD0214T17-XXYY 是青銅劍科技自主研發的一系列針對于單管碳化硅MOSFET 的單通道驅動核，可以驅動目前市面上大部分 1700V 以內的單管碳化硅 MOSFET， 該驅動核設計緊湊，通用性強。

編輯：黃飛

?