充电桩向高效大功率化发展

力特电子在原有电路保护产品线基础上不断拓展边界，如今拥有电路保护、功率控制和传感器三大产品线，在充电桩应用中，这三条产品线都有非常好的解决方案，特别是充电桩的功率不断增加后，对于保护器件的要求也随之增高，这对力特而言，显然是利好。

文︱王树一

图︱网络

随着新能源车的快速发展，充电配套措施不足的弊端日益突出。

根据乘联会的数据，2019年我国共销售新能源汽车103.83 万辆，其中纯电动车83.62万辆，而全国新增充电设施12.9万台，充电桩保有量121.9万台。截至2019年，新能源车与公共充电桩的比例为7.4：1，加上私人充电桩的综合车桩比为3.5：1。2015年印发的《电动汽车充电基础设施发展指南（2015-2020年）》中，提到的建设目标是到2020年车桩比达到1：1，现在具体之前的目标还有较大差距，而伴随鼓励新能源汽车产业发展，政府提出2025年新车销量中新能源汽车要占比20%，所以充电桩发展的市场空间很大。

“未来五年，充电桩增长会很快。充电桩发展的大趋势，就是充电桩的高效大功率化。”在2020上海国际电力元件、可再生能源管理展览会（PCIM Asia 2020）上，众多知名功率器件厂商参展，力特（Littelfuse）中国工业OEM客户销售高级经理沈励告诉探索科技（techsugar）。

力特（Littelfuse）高级应用工程师戴泰初则表示，多年来通过连续收购，力特电子在原有电路保护产品线基础上不断拓展边界，如今拥有电路保护、功率控制和传感器三大产品线，在充电桩应用中，这三条产品线都有非常好的解决方案，特别是充电桩的功率不断增加后，对于保护器件的要求也随之增高，这对力特而言，显然是利好。

具体来看，充电桩一般分为交流充电桩和直流充电桩。其中交流充电桩的车身接口可以直接连交流电，利用车载充电机（OBC）转换成直流给电池供电。但受限于重量，车载充电机通常功率比较小，充电比较慢。常见的充电功率有3.3kW和6.6kW两种，近年来也有更大功率的交流充电桩设计，比如22kW或40kW。但交流充电桩的整体形态还是偏于小功率慢充，通常充满电需要8个小时左右甚至更久。

直流充电桩则是大功率快充，车身接口是高压直流电，一般是500V。直流充电桩的功率一般为60kW、120kW、200kW，甚至更高。直流充电桩可支持30分钟以内充满电，相比交流充电桩而言快很多。

据戴泰初介绍，在交流充电桩中，至少有六个模块可以用到力特的产品。首先，交流输入口就要用到保险丝，以实现过流保护功能；而充电枪接口处，则须用到NTC或RTD温度传感器，以免充电时发生过温现象；交互显示接口上，需要用TVS二极管进行过压保护，以及二极管阵列或高分子ESD器件进行静电放电的保护；而在通信上，力特也有NFC模拟前端解决方案，以及对数据线进行ESD过压保护的二极管阵列；交流充电桩的一个重要模块是辅助电源，里面可以用到除了包括保险丝和TVS管之外的更多力特产品，比如压敏电阻（TMOV和MOV）和气体放电管（GTD）,PPTC可恢复过流保护器件，以及开关电源中的门级驱动，光耦隔离控制以及整流管等。

交流桩与直流桩所用力特器件示例

直流充电桩比交流充电桩多出来电源模块和电力分配模块。在电力分配模块中，除了常规保护器件，力特还提供接地故障保护继电器等。在直流充电桩最重要的电源模块中，力特可以提供一系列功率控制器件，包括IGBT、MOSFET（硅基或碳化硅基）和功率二极管（硅基或碳化硅基），也有功率管门极驱动，以及整流模组和各种保护器件。

在PCIM Asia 2020上，力特展出的电源应用相关产品，例如保险丝、MOSFET、门极驱动和快速恢复二极管等都是充电桩中的常用器件，这些器件在充电桩领域继续维护力特产品安全可靠的口碑。戴泰初强调，力特在充电桩领域的方案非常全面，业内领先，而且全国多地设有研发和技术支持中心，能对国内用户实施全方位的支持，特别是一些中小企业，如果不具备做安规测试的条件，可以到力特实验室进行相关的测试和分析。

戴泰初表示，随着充电模块的功率增加，对充电桩的保护电路要求越来越高。大功率直流桩电源模块，过流保护电路需要两个或三个保险丝并联实现，成本高而且面积大，力特正在研发电流更大的保险丝用于大功率充电桩电源模块，一颗保险丝就可以支持大功率充电。而随着充电桩的更加智能化，在接口上都需要采用TVS二极管或者TVS二极管阵列来对浪涌与ESD进行保护，电源模块上面的门极驱动，也需要TVS二极管做好有效保护。

近年来，电动车自燃事件屡屡发生，车厂和一级供应商必须重视对充电桩及电动车的电路安全防护，力特有丰富的产品组合，力特产品可以充分保护充电桩与电动车，让电动车用户驾乘更安心。