充电桩全国产化电子元件推荐方案

发布时间：2024-09-2 阅读量：5088 来源: 我爱方案网作者: bebop

充电桩一般由充电模块、功率器件、IGBT模块、滤波器、继电器、显示屏等组成。充电桩的输入端与交流电网直接连接，输出端都装有充电插头用于为电动汽车充电。充电系统在工作时，主电路和控制回路相互作用，实现对铅酸蓄电池组的安全、快速和智能充电的功能。

充电模块的成本组成主要包括功率MOS管、功率二极管、电解电容、磁性器件、DSP（ARM）、隔离光耦、驱动芯片、三极管、运放、阻容、NTC、PCB板、风扇、接插件、外壳、线束，等。其中，功率MOS管、功率二极管、电解电容、磁性器件、DSP、驱动芯片的成本占比65%。另外35%的成本，属于深圳方圆50公里供应链圈，要靠规模化降本。磁性器件的降本主要也靠规模化。功率器件、功率二极管、电解电容、主控芯片、驱动芯片的降本，国产化替代则功不可没。

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充电桩国产替代核心器件：

IGBT

在充电桩中，IGBT 模块发挥着至关重要的作用，是充电桩等设备的核心技术部件。IGBT 模块占充电桩成本约20%。在充电桩中 IGBT 模块被作为开关元件使用。

IGBT综合了GTR 和MOSFET的优点，具有良好的特性， IGBT模块应用在充电桩控制回路中主要由DSP 控制器，扩展RAM, IGBT 驱动保护电路，IGBT 温度监测电路，去极化放电回路，三相电流电压监控电路，蓄电池状态监测保护电路等构成，目的是实现充电的智能化。

上海贝岭的BLG40T120的1200V/40A高速IGBT器件具有开关速度快、关断损耗小等特点，可满足客户大功率和高效率设计要求，广泛应用于充电桩场景。

产品特点/优势：

1.上海贝岭1200V/40A IGBT产品BLG40T120采用了沟槽栅场终止结构和特殊工艺控制，优化了VCE(on)和Eoff参数，提升了产品的可靠性。

2.BLG40T120具有较小的寄生电容，保证了器件有更高的开关速度。

3.BLG40T120具有较小的IGBT器件关断损耗和通态损耗，搭配正向压降较低的续流二极管，显著减小了器件的总损耗。开关损耗的减小可间接提高开关频率。

4.BLG40T120具有较低的Qg ，有助于降低对栅极驱动的功率能力的要求，更易驱动。

主控芯片：

面向EV交流充电桩市场需求，主控芯片国产替代选型可以采用极海APM32F407系列MCU实现应用。该芯片具有高速运算能力，可满足系统精确的电源管理与充电控制需求；具备多种工作模式，实现灵活的充电桩运行控制；拥有丰富的高精度外设资源，以实现对系统参数的高精度监控，并简化系统设计。凭借APM32F407系列MCU优秀的产品特性，可满足市场对充电桩应用在功耗、性能、性价比等方面的综合需求。

APM32F407系列MCU关键特性：

■ 工作主频168MHz，支持单精度FPU与DSP指令

■ FLASH 512KB/1MB，SRAM 192+4KB，支持外部存储器扩展

■ 丰富外设资源：12位ADC*3、12位DAC*2、U(S)ART*6、I2C*3、SPI*3(I2S*2)、USB_OTG*3、CAN*2、SDIO、Ethernet等

■ 支持BN/SM3/SM4国密算法

■ 封装：LQFP64/100/144/176

■ 工作温度：-40℃~+105℃

充电管理IC

圣邦微SGM4056X系列产品，是一款高耐压输入的线性单节锂电充电芯片，芯片最高可承受输入电压为26.5V。采用圣邦微电子模拟运放产品可以实时检测充电电流，实现安全可靠的充电控制管理。

SGM40560所具备的特性使其适合在不连续、不稳定，且长期存在电源的情况下对锂电池充电。如果电池电压低，系统主动关机后，只要输入略高于电池的电压，便输出可充电标记，用来唤醒关机的系统(节省了比较器及耗电等问题)。

SGM40560电流反灌灵敏，可直接连接光伏而避免使用二极管;耐压高，可承受花鼓轻载输出电压;具备根据温度降低充电电流的特性，不用担心过热;输出电压以及充满后输出电压回退的特性也适合对3串镍氢电池充电。

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