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國產(chǎn)“芯”優(yōu)勢,數(shù)字隔離器如何賦能中國充電樁產(chǎn)業(yè)

華普微HOPERF ? 2025-02-26 16:31 ? 次閱讀
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近年來,在能源轉型的戰(zhàn)略驅(qū)動下,我國新能源汽車的保有量持續(xù)攀升,并直接推動了充電樁市場的快速增長。據(jù)中國充電聯(lián)盟(EVCIPA)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2024全年,我國充電基礎設施增量為422.2萬臺,新能源汽車國內(nèi)銷量1158.2萬輛,充電基礎設施與新能源汽車繼續(xù)保持快速增長,樁車增量比約為1:2.7[1]。此外,截至2024年底,我國充電基礎設施累計數(shù)量為1281.8萬臺,同比上升49.1%[1],市場前景一片繁榮。

然而,隨著國際貿(mào)易壁壘高企與國內(nèi)內(nèi)卷態(tài)勢加劇,在此繁榮的市場中,充電樁廠商們亦面臨著新的挑戰(zhàn)。為提升產(chǎn)品競爭力,充電樁廠商亟需通過降本增效來應對市場競爭壓力,同時還需加大對國產(chǎn)元器件的應用比例,以增強供應鏈的穩(wěn)定性和安全性。例如,數(shù)字隔離器作為充電樁中的“安全守護者”,推進其國產(chǎn)化不僅能夠降低對進口元器件的依賴,還能更好地滿足本土化需求,為行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供有力支撐。

充電樁不可或缺的安全需求:數(shù)字隔離器

在汽車充電樁的電氣系統(tǒng)中,數(shù)字隔離器是確保充電樁在各種復雜電氣環(huán)境和惡劣工況下安全、穩(wěn)定運行的核心元器件之一,其主要負責將不同電壓等級的電路隔離,以防止強電電路對弱電電路造成干擾和損壞,并保障弱電電路的控制信號能準確地傳輸至強電電路中。

· 電氣隔離方面,充電樁工作時,內(nèi)部的充電模塊會產(chǎn)生高電壓與大電流,若這些強電信號直接接觸到負責控制和通信的弱電電路,則極易導致芯片燒毀,致使充電樁失去正常工作的能力。而數(shù)字隔離器憑借著二氧化硅(SiO2)與聚酰亞胺(PI)等具備極高電阻率和介電性能的絕緣材料,擁有著極高的隔離電壓,可實現(xiàn)有效的電氣隔離,避免充電樁系統(tǒng)癱瘓引發(fā)電氣火災等嚴重后果。

· 信號傳輸方面,充電樁工作時,內(nèi)部的充電模塊需要與控制模塊進行高精度、高速度的信號交互,以實時監(jiān)測充電過程中的電流、電壓以及溫度等參數(shù),使控制系統(tǒng)能夠及時根據(jù)充電狀態(tài)調(diào)整充電策略,實現(xiàn)高效、安全的充電過程。而數(shù)字隔離器憑借其出色的抗干擾能力,能在此過程中保證數(shù)據(jù)信號在不同電路之間穩(wěn)定傳輸,避免因信號失真和電磁干擾引發(fā)電氣安全事故。

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數(shù)字隔離器在充電樁中的應用方案簡示圖

例如,在上圖所示的應用方案中,CMT860XX隔離驅(qū)動芯片是保障低壓控制電路穩(wěn)定、安全地控制高壓功率電路的核心元器件,其不僅可支持高達5.75kV的隔離電壓,還可高效抑制共模噪聲(CMTI>150 kV/us),避免電磁干擾(EMI)導致控制信號失真。此外,CMT860XX還具備著4A峰值拉電流,6A峰值灌電流輸出的能力,可高效控制開關器件(如IGBT、SiC MOSFET),實現(xiàn)高效功率因數(shù)校正,并抑制米勒效應導致的誤開通現(xiàn)象。

CMT812X、CMT804X系列基礎數(shù)字隔離芯片支持高達5kV的隔離耐壓與150Mbps的最大速率,可確保通信模塊能準確地傳輸數(shù)據(jù)信息,其不僅可用于隔離兩個電源控制模塊DSP之間的電氣連接,還可用于隔離電源控制模塊DSP與人機交互控制與計費單元之間以及電源控制模塊DSP與汽車BMS系統(tǒng)之間的電氣連接,并確保這些模塊之間能實現(xiàn)準確、實時的通信和交互。

CMT1300、CMT1311等隔離運放芯片通常應用在充電樁中的PFC電路和DC-DC電路中,以阻斷高壓母線與低壓控制電路(MCU/DSP)的直接連接,防止觸電風險及設備損壞,并同時將高壓母線的電流信號精準轉換為低壓控制電路(MCU/DSP)可處理的數(shù)據(jù)信號,滿足環(huán)路控制需求,確保充電樁系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

展望未來,隨著充電樁市場需求的持續(xù)擴大和國產(chǎn)數(shù)字隔離器技術的不斷進步,國產(chǎn)數(shù)字隔離器在中國充電樁產(chǎn)業(yè)鏈中的應用前景將更加廣闊。國產(chǎn)數(shù)字隔離器不僅在性能上逐步媲美甚至超越國際品牌,更在成本控制和供應鏈穩(wěn)定性上展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢,這不僅有助于我國充電樁廠商在激烈的市場競爭中脫穎而出,也為我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展提供了堅實的技術支撐,推動整個行業(yè)向更高水平邁進。

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內(nèi)容侵權或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴
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