充电器从50千瓦到350千瓦

大功率电动汽车快速充电器设计系统

随着电子移动性日益成为我们日常生活的一部分，对更高效充电解决方案的需求与日俱增。这意味着对更高充电功率和快速充电站的需求更大。建立高功率等级的公共充电基础设施有助于满足这些需求。着眼于这一领域的需求和技术发展，您将面临挑战，需要为当今和未来的充电网络提供智能电源转换和管理解决方案。

公共充电站需求上升

目前，公共充电站一次安装可提供高达150千瓦的电力。在充电园区，10kv到30kv的中压变压器是一个关键部件。它使用大功率充电器，每个充电器的输出功率高达350千瓦。在这种配置中，所有充电器可以通过在每个充电器中使用非隔离拓扑同时提供全功率。

 

选择正确的组件

 

 

在选择理想的功率半导体时，了解充电器的功率水平是很重要的。最终，选择合适的设备取决于这个因素。功率范围大于50kw的充电器通常使用英飞凌的IGBT和CoolSiC™制造 mosfet和二极管电源模块，如CoolSiC™ 简易模块，IGBT EconoPACK™ 以及IGBT经济™ 家庭。子单元从50kw到100kw，功率范围大于100kw的充电器由子单元堆叠而成。

 

英飞凌infineon的高品质电源开关组合与整流二极管模块无缝工作。所有的交换机都需要一个驱动程序，所有的驱动程序都需要控制。这就是为什么我们还提供最合适的EiceDRIVER™以及XMC™ 和AURIX™ 为您的快速电动汽车充电设计的微控制器。发现我们的OPTIGA™系列 确保数据保护和安全的产品。

 

技术趋势

大功率充电器的目的是缩短充电时间，使电动汽车与内燃机汽车并驾齐驱。有两种可能的充电基础架构：隔离主交流侧或辅助直流侧。

 

隔离一次交流侧

在充电站的情况下，6至8个高功率充电站可以在2兆瓦至3兆瓦的总功率设置中提供，这在实践中得到了证明。

 

电源来自中压变压器，通常为22千伏至500伏，以隔离系统的交流侧。接下来是交直流阶段，这可能包括也可能不包括有源整流器。多脉冲无源整流是一种选择。在这种情况下，可以实现所需输入电流谐波的5%至7%。一个高效的MW电压互感器（约99%）可以用来降低整个系统的复杂性。

 

隔离一次侧使设计者可以自由地使用非隔离DC-DC变换器拓扑用于DC-DC变换级。通常，多相buck变换器适合这种结构，带有DC转换块。

 

隔离二次直流侧

第二个基础架构通过为独立应用程序堆叠50kw或100kw子单元而达到350kw。

 

 

 

英飞凌infineon 50至350千瓦电动汽车充电器系统图：

交直流系统是在EMI滤波器之后，把交流电压转换成直流电压，通常有一个可控整流器。DC-DC转换级分为两个系统：隔离变压器一次侧的直流电压到高频交流电压，二次侧的高频交流电压到直流电压整流。

 

这类电源中的常见策略是使用电源模块而不是分立设备。基于IGBT的EconoPACK™解决方案 和EconDUAL™ 适用于维也纳整流器和AFE，用于AC-DC转换，通常工作在20 kHz左右。CoolSiC™ 简单的模块使AC-DC转换器级能够在大约40 kHz到50 kHz的频率下工作。