充电桩电路设计要点与主控核心板方案

【导读】充电桩作为电动汽车的能量补给装置，其充电性能关系到电池组的使用寿命、充电时间。充电桩电路设计需要考虑的因素包括安全性、可靠性、高效性和节能性。快包分析师总结了7条充电桩电路设计要点，同时，针对充电桩应用场景推荐基于龙芯LS1C300/LS1C103充电桩核心板与基于小华半导体HC32F334充电桩DC/DC方案。

据“工信微报” 消息，2023年，我国新增公共充电桩92.9万台，同比增加42.7%；新增随车配建私人充电桩245.8万台，同比上升26.6%；高速公路沿线具备充电服务能力的服务区约6000个，充电停车位约3万个。在公共充电桩中，快充桩数量占比已提升至44%。换电基础设施建设加快，2023年，我国新增换电站1594座，累计建成换电站3567座。

充电设施是电动汽车最重要的配套设施，也是目前电动汽车推广的重大制约因素。截至2023年，我国充电基础设施新增338.6万台，同比增长30.6%；新能源汽车国内销量829.2万辆，同比增长33.5%，桩车增量比为1∶2.4，基本满足新能源汽车快速发展需求。随着新能源汽车的渗透率逐步提升，充电桩行业也将迎来爆发式增长。

充电桩电路设计要点

1、充电功率设计

根据充电需求和电网供电能力，确定充电桩的充电功率。一般来说，直流充电桩的功率较高，适合快速充电，而交流充电桩的功率较低，适合普通充电。

2、转换效率

设计高效的充电桩电路对于节约能源和保护环境至关重要。工程师需要选择合适的电源模块、整流模块等电子元件，并优化电路布局，以提高能量转换效率。

3、安全性设计

安全是设计充电桩电路时最重要的要考虑的因素之一。工程师需要确保电路设计合理，能够防止电流过大、电压波动等潜在的安全隐患。此外，还需要考虑如何确保充电桩在不同环境条件下都能正常运行。包括过流保护、过压保护、过温保护、防雷措施和防水设计等，以确保充电过程中的安全。

4、可靠性

充电桩需要长时间运行，因此需要具备较高的可靠性。设计时需要考虑设备的主要部件、材料、结构等方面的可靠性，保证设备在长时间运行中不会出现故障。

5、可维护性

充电桩需要方便进行维护和升级。设计时需要考虑到设备的可维护性，如采用模块化设计、便于拆卸等设计方法，同时还需要考虑设备的升级空间和升级能力，以便在未来能够适应新的需求和技术。

方案一：基于LS1C300和LS1C103芯片自主IP的充电桩主控核心板方案

该方案是一款基于LS1C300和LS1C103芯片自主IP的充电桩主控核心板，拥有18路通信接口，具备了CAN接口，232通讯，485通讯，以太网，TTL串口通讯，SPI接口，SD卡接口，USB接口，I2C接口等；同时还拥有12路AD检测，RTC实时时钟，带有光耦隔离的28路输入输出接口。接口丰富，性能稳定强悍，可广泛应用于充电桩行业。

龙芯 1C103 结构图

方案二：基于小华半导体HC32F334充电桩DC/DC方案

特色功能与应用优势

该方案以小华半导体首款数字电源SoC产品HC32F334为主控，集成FPU的120MHz ARM M4 内核；FLASH最大达到128kB, RAM 36kB, OTP 5kB；针对数字电源应用集成了丰富的行业特定外设，如12路130-ps高精度PWM，36路普通PWM，集成3个12-bit 2.5MSPS ADC、支持高达22路输入采样，3个DAC，3个比较器，集成捕获单元，16个可编程逻辑单元PLA，兼容5V-tolerant GPIO等；集成丰富的通信接口：4*USARTs，1*SPI，1*I2C，3*LIN，2*CAN-FD。适用于AC/DC、DC/DC数字电源应用，如通信与服务器电源、砖块电 源、微逆、充电桩DC/DC等。

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快包项目推荐

项目名称：充电桩项目开发

项目详情：

项目名称：充电桩毫米波雷达传感器

项目详情：

1、充电桩上用个毫米波雷达传感器，识别汽车充电口的位置，给出位置信息，实现自动充电；

2、充电桩需要长时间运行，因此需要具备较高的可靠性；

3、要求过流保护、过压保护、过温保护、防雷措施和防水设计，确保充电桩在不同环境条件下都能正常运行；

4、具体方案需求、预算详谈。

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