【技術干貨】全方面的高功率直流快速充電解決方案

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，并批準投資15億歐元用于替代燃料基礎設施，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典型的功率范圍，全球直流充電器在2023的數量已有868,000個，相較于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。

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、面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，并具有用于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、浪涌等系統安全機制，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、浪涌、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／數字平臺開發，包括與云無關的方案（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。在測試與認證方面，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、沖擊、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，這是基于多租戶的網絡平臺，可進行跨平臺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。在固件開發方面則支持BSP開發／定制／測試，可用于Linux、RTOS、Android等操作系統，支持固件應用、OTA、網絡安全，以及器件驅動程序、HAL、中間件、庫。

該解決方面還可提供設計到制造的制造即服務一站式解決方案，可協助制造／裝配設計、元器件／供應鏈輔導，可提供超過15個以上的合同制造商。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，并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／云運營等管理服務。

由于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，用于在半橋配置中采用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，可用于參數調整，支持硬件欠壓鎖定（UVLO）保護，適當的PCB設計可限制運行期間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），負電壓調節范圍為-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設計可限制運行期間PCB的發熱等好處，可應用于電動汽車充電、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，適用于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，用于硬開關或可選的兩級關斷以及有源米勒鉗位，I²C總線可用于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，與去飽和檢測后可調節IGBT軟關斷，可在高達125 ℃的高環境溫度下運行，并在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（t_{PDD, max} = 30 ns），輸入和輸出側具有遲滯欠壓鎖定保護，并具有主動關斷功能，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（大于8 mm），通過UL 1577、VDE 0884-11安全認證，符合工業應用要求。