2025年8月1日起，關于新能源汽車及其充電樁的兩大標準《電動汽車供電設備安全要求》（GB 39752—2024）和《電動汽車傳導充電系統安全要求》（GB 44263—2024）開始實施。新標準的實施將進一步提升電動汽車供電設備和充電系統的安全水平，保障電動汽車用戶生命財產安全。本文僅就600KW以上直流充電樁中的PFC模塊電流檢測應用問題進行探討。

什么是直流快充

直流快充（DC Fast Charging）是電動汽車充電技術中的一種高效充電方式，能在短時間內為車輛補充大量電能，顯著提升充電效率，其原理是將交流電轉換為高壓直流電（通常300-900V），繞開車載充電OBC，直接輸送到電動汽車的動力電池組。現在市面上超快充樁（如 480kW、600kW）甚至能實現 “充電 5 分鐘，續航 200 公里”，大幅縮短充電時間。

直流快充的核心組件

1. 功率變換模塊：作用是將電網輸入的交流電轉換為電池所需的高壓直流電，是實現快充的核心動力源。
2. 控制系統：協調充電樁各模塊工作，與車輛 BMS（電池管理系統）通訊，動態調整輸出電壓、電流，確保充電安全與效率。
3. 散熱系統：高功率快充時，功率模塊會產生大量熱量（如 600kW 充電樁每小時散熱需求可達數十千瓦），溫度過高會導致器件損壞。400KW以上超充樁采用水冷為主的液冷散熱器。
4. 輸入輸出保護裝置：

• 輸入側：斷路器（過載 / 短路保護）、防雷模塊（防止雷擊損壞設備）、漏電保護器（保障人員安全）。
• 輸出側：直流接觸器（快速切斷輸出，故障時保護電池）、電壓 / 電流傳感器（實時監測輸出狀態）。

直流快充的“心臟”--電源模塊

在超充樁的功率變換模塊中，電源模塊是實現電能轉換與功率輸出的核心單元，直接決定了超充樁的功率等級、轉換效率和穩定性。它通常以模塊化設計存在，例如600kW樁往往由多個100-150kW模塊并聯組成，通過組合實現超高功率輸出（如 480kW、600kW 甚至 1000kW 以上）。

電源模塊是一個集成化的 “電能轉換單元”，核心結構包括以下部分：

超充樁整流單元的 “功率調節中樞”—功率因數校正PFC

在超充樁的整流單元中，PFC（Power Factor Correction，功率因數校正） 是核心技術之一，其作用是改善電網輸入電流的波形，提高功率因數，減少對電網的諧波污染，同時提升電能轉換效率。其性能直接影響超充樁與電網的兼容性、運行效率和功率穩定性。超充樁中常用的 PFC 技術分為無源 PFC和有源 PFC，其中有源 PFC 因性能優勢成為主流，無緣PFC幾乎不存在于超充中。

PFC電流檢測

在 PFC電路中，電流檢測是通過實時采集輸入電流，為控制芯片提供反饋信號，確保輸入電流波形跟隨電壓波形呈正弦曲線，從而實現高功率因數和低諧波。

PFC電流檢測的三大核心目標

1. 波形跟蹤：使輸入電流波形與輸入電壓波形同相位（正弦化），確保功率因數接近 1。
2. 限流保護：實時監測電流峰值或有效值，防止電路因過流（如負載突變、短路）損壞。
3. 諧波抑制：通過精確檢測電流畸變，調整開關器件的控制策略，降低總諧波畸變率（THD）。

PFC電流檢測對象與場景

PFC 電路中需檢測的電流主要包括：

• 交流輸入電流：直接反映電網側的電流波形，用于判斷功率因數和諧波水平。
• 電感電流：在 Boost 型 PFC（超充樁主流拓撲）中，電感是儲能核心，其電流變化直接反映能量轉換狀態，是控制開關管導通 / 關斷的關鍵依據。
• 直流側電流：部分場景下需檢測 PFC 輸出的直流電流，用于過流保護或功率閉環控制。

常用電流檢測方案及原理

根據檢測元件的不同，PFC 電流檢測主要分為電阻采樣、電流互感器、霍爾傳感器三類，以下是三類方案的對比：

PFC 電流檢測是 “波形校正” 和 “系統保護” 的雙重核心。新國標下，電阻采樣因其易產生功率損耗，發熱明顯等問題已經不大適合超充；電流互感器（CT）需補償電路或與其他檢測方式結合，才可以滿足新國標對充電效率和電能質量的要求；霍爾電流傳感器契合新國標要求，是較優選擇。其電氣隔離、高頻特性好，精度和線性度滿足功率優化與安全保護需求，可勝任 800A 大電流及高頻開關電路檢測。

AN3V簡介

AN3V PB35/55系列，是芯森電子專為大電流檢測場景精心打造、全新量產的開環霍爾電流傳感器產品。該系列產品精準聚焦電源、光伏、儲能等行業領域，深度契合這些領域對電流測量所提出的高可靠性與高一致性的嚴苛需求。AN3V系列新品主要包括AN3V PB35/PB55等多個型號，覆蓋從80A到200A的額定測量范圍。不僅保證了測量精度，還大幅提升了動態測量范圍，可靠性提升，線性度優異。

特性

• 基于霍爾原理的開環電流傳感器
• 原邊和副邊之間絕緣
• 原材料符合UL 94-V0
• 沒有插入損耗
• 供電電壓：+3.3V
• 高度h=8.7mm
• 執行標準:

n EC 60664-1:2020

n IEC 61800-5-1:2022

n IEC 62109-1:2010

參數特點：

• 供電：+5V/3.3V
• 額定量程：±80~200A
• 測量范圍：±80~375A
• 工作范圍：-40~105°C
• 典型精度：1%
• 響應時間：2.5μs
• 絕緣耐壓：4.3kV
• 帶寬：250kHz
• 線性度：0.5%

產品尺寸：

結語：澎湃動力的精密守護者?

新國標下的600kW以上的直流快充樁，其澎湃動力源自模塊化電源的高效轉換，而PFC模塊作為“能量入口”，其穩定高效的運行離不開精確、快速且安全的電流監測技術。以AN3V為代表的開環霍爾電流傳感器ASIC方案，憑借其零損耗、微秒響應、原生隔離及高集成度的綜合優勢，已成為支撐新一代大功率PFC電路的主流元器件選擇之一。它們如同精密的“電流哨兵”，默默守護著PFC模塊的高效運轉，為新基建的超快充網絡奠定堅實的技術基礎。