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充電樁的架構(gòu)和分類

這兩類充電方式根據(jù)充電功率的大小，又被分為三級，級別越高意味著充電功率越大，充電速度越快。具體來講：

1第1級：通常是指從民用住宅中取電的交流充電，供電電壓為120VAC/230VAC，充電電流在12A至16A，充滿一個24kWH的電池大概需要12-17小時。 2第2級：主要的應(yīng)用場景是通過布設(shè)在商業(yè)設(shè)施中（如購物中心）的交流充電樁，以多相240VAC的交流電進(jìn)行充電，充電電流可達(dá)15A至80A，充滿一個24kWH的電池需要8個小時左右。 3第3級：與前兩級的交流充電不同，第3級EVSE使用的是直流充電，這種方案可以從直流充電樁直接輸出300V至750V的高壓直流電，以高達(dá)400A的電流向車載動力電池充電，由于充電功率大幅提升，所以充滿24kWH容量的電池用不到30分鐘，這也就是大家津津樂道的所謂電動汽車“快充”技術(shù)。

圖2：EVSE三種充電等級之間的比較（圖源：TI）

今天，圍繞著如何實現(xiàn)更快速地充電，如何改善電動汽車用戶的體驗，人們正在不斷探索各種技術(shù)路徑，在其中三級快速直流充電樁的設(shè)計就是其中的一個焦點。

快速直流充電的關(guān)鍵

那么設(shè)計開發(fā)一個快充直流充電樁，需要哪些關(guān)鍵技術(shù)呢？我們一起來梳理一下。

圖4：典型的三相交流輸入直流充電樁拓?fù)洌▓D源：TI）

圖4是一個典型的三相交流輸入的直流充電樁拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中我們可以看到幾個關(guān)鍵的部分。 首先是功率轉(zhuǎn)換部分，其中包括將電網(wǎng)交流電轉(zhuǎn)換為直流電的三相PFC功率級，以及下游的DC/DC轉(zhuǎn)換模塊，以獲得電池充電所需的高壓直流電。高電壓和高能效是對功率轉(zhuǎn)換電路的核心訴求。為了實現(xiàn)這兩個目標(biāo)，就需要為功率級選擇合適的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和元器件，因此兼具高效率和高壓特性的碳化硅（SiC）MOSFET被越來越多地采用，它們效率高，且能夠支持轉(zhuǎn)換器在更高電壓下工作，這樣一方面可以確保更高的充電功率，另一方面在相同功率下可以減少所需電流量，以使用更少的銅線纜，從而實現(xiàn)更高的功率密度。 其次，在圖4中我們還可以看到，為了對兩個功率級進(jìn)行精確的控制，還需要有相應(yīng)的MCU。為了提升系統(tǒng)整體的效率和性能，在直流充電樁的設(shè)計時會引入一些創(chuàng)新的電源拓?fù)洌热缭赑FC功率級中采用的Vienna整流器架構(gòu)，而這些架構(gòu)需要具有更高性能的實時MCU來提供快速且精確的感應(yīng)、減小延遲的專業(yè)化處理、精確的可配置驅(qū)動等特性。

mca10i40-rs0b0-n14n-st5s00n-r0su IC693MDL640     IC693MDL641     IC693MDL643
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