跟着电动汽车（EV）数量的添加，全球范围内关于创立愈加节能的充电基础设施体系的需求也越来越多，并且这些体系和以往比较，可以更快地为车辆充电。与从前的电动汽车比较，新式电动汽车具有更高的行进路程和更大的电池容量，因而需求开发快速直流充电解决方案以满意快速充电要求。依据联合充电规范体系（CCS）和CHArge de MOve（CHAdeMO）规范，直流充电站是一种3级充电器，可提供120千瓦至240千瓦的功率。现在，150千瓦的充电站需求约30分钟才能为电动汽车充入满足的电量，并使其行进约250公里。规划一个可以处理如此大功率的单功率处理单元需求选用难以操控的复合多级拓扑结构。
在现代充电站中，一种将功率输出缩放到快速充电所需电平的办法是运用并联堆叠的模块化功率转化器。由于直流充电站占用了很多空间，因而功率转化器有必要是模块化的，且针对高功率和高功率密度进行了优化。
电池组有两条充电途径。第一条途径是电网直接衔接到车辆内部的车载充电器（OBC）。此种OBC具有AC/DC和DC/DC功率转化单元，一般额定功率高达6.6kW。在住宅和商业运用中，这些OBC可以在8到17个小时内为电池充电。第二条途径是运用独自的物理充电站。图1所示为充电站的体系架构。该途径由装置在车辆外部的用于衔接电网和电池的一组AC/DC和DC/DC功率处理单元组成。这些转化器仓库绕过OBC直接衔接到电池。由于这些转化器未装置在车辆内部，因而可以规划成高功率电平，然后完成快速充电。
图1：直流充电站架构
进步功率密度的第一步是为功率级挑选适宜的拓扑结构和组件。与绝缘栅双极型晶体管（IGBT）比较，像碳化硅（SiC）这样的宽带隙器材可以阻断极高的DC链路电压。转化器可在更高电压下作业，然后削减所需功率传输的电流量。负载电流量下降的直接影响是铜线运用量也会相应削减，然后完成了功率密度的添加。
过渡到更高的直流电压也使高质量增强阻隔愈加得到注重。咱们的电容阻隔技能包含UCC21530、UCC21710和ISO5852S等栅极驱动器，可提供高达5.7 kVrms的增强阻隔，然后使这些器材适用于SiC/IGBT运用。图2所示为选用SiC宽带隙器材的优势。
图2：SiC在添加充电站功率密度方面的优势
功率级中的SiC金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）有助于经过向高达1000 V/1500 V的直流链路电压移动来完成高功率密度。运用多级拓扑规划高功率转化器（特别针对10 kW及以上的转化器）非常重要，由于它可下降器材上的电压应力，并使总谐波失真保持在可接受的水平。
咱们的“三级三相SiC沟通/直流转化器参阅规划”显现了一个T型三电平转化器，其间T型臂中的开关只需求阻断一半的直流链路电压，然后可以挑选由ISO5852S驱动的低本钱、低压阻断器材，并大大节约本钱。LMG3410R070等器材也可用于逆变器的T型分支。拓扑挑选在转化器的双向操作中也起着至关重要的效果，这关于车辆到电网的运用非常重要。
开关频率直接影响磁性元件和其他无源元件的尺度。当在高开关频率下运转时，电感器和变压器的尺度呈线性减小。在功率级中运用SiC MOSFET使得可以在高开关频率下运转，然后进步功率密度。SiC器材具有超卓的导通电阻和开关特性，还可最大极限地下降总损耗，然后有助于完成高功率密度。此外，功率的进步也意味着散热解决方案得到改进，组件之间散热较少也可进步功率密度。咱们的C2000实时操控器可与SiC MOSFET完美配对，可提供这些高频体系所需的功能和灵活性。软件频率响应分析器和补偿规划器等东西可轻松完成数字操控算法。
咱们的高品质组件和体系专业知识可帮助您战胜电动汽车快速充电的应战。三相三级参阅规划以及“适用于 3 级电动汽车的双向双有源电桥参阅规划”均作为双向转化器运转，功率高于97％，功率密度约为1.4 kW/L（用于AC/DC级）和1.9 kW/L（用于DC/DC级）。这些规划演示了怎么运用咱们的栅极驱动器、实时操控器和传感技能来驱动功率级的SiC MOSFET，并丈量电压和电流。它们有助于应对规划高效、高功率密度、快速电动汽车充电站的应战。
