充电桩方案
充电桩方案应用中天科工半导体供货电子元器件品牌及型号:
ALTERA阿尔特拉、ADI 亚德诺、TI德州仪器、ST意法、YAGEO国巨、INFINEON英飞凌、ONSEMI安森美、SAMSUNG三星、P-DUKE博大、PANASONIC松下、YXC扬兴晶振
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适用:交流充电桩 AC‑EVSE、直流快充桩(30‑180kW),PFC+LLC/DAB 拓扑;覆盖功率变换、采样隔离、主控通讯、BMS 交互、保护;区分工业级;Altera(Intel)FPGA 用于大功率直流桩实时控制;英飞凌为主功率器件;ADI 高压采样隔离;TI 电源管理;ST 主控;国巨无源器件英飞凌。
# ALTERA 阿尔特拉
5CEFA9F23I7N,Cyclone‑V E FPGA,484FBGA,工业级‑40~100℃,直流桩多模块并联控制
5CEFA5F23I7N,Cyclone‑V E FPGA,484FBGA,工业级‑40~100℃,30‑60kW 直流桩数字逻辑处理
10CL025YU256I7G,MAX10 FPGA,256FBGA,内置 Flash,工业级‑40~100℃,中小功率充电桩 IO 扩展
# ADI 亚德诺
ADUM1201BRZ,双通道数字隔离器,SOIC‑8,工业级,PFC/LLC 驱动信号 SPI 隔离
AD7606B‑8,8 通道 16 位同步采样 ADC,64LQFP,工业级,三相电压电流采样
ADUM5401ARWZ,四通道隔离器带隔离电源,SOIC‑16,工业级,高压侧隔离供电
ADUM1250ARZ,隔离 CAN 收发器,SOIC‑8,工业级,充电桩 BMS 通讯隔离
REF5025AID,2.5V 精密电压基准,SOT‑23,工业级,ADC 采样参考源
AD8421ARZ,低噪声仪表放大器,SOIC‑8,工业级,互感器小信号放大
# TI 德州仪器
UCC21520BDWR,双通道隔离栅极驱动器,SOIC‑16,工业级,SiC‑MOSFET/MOS 管驱动
TPS54540DDA,42V 输入 5A Buck 降压,SOP‑8,工业级,充电桩低压辅助电源
TPS7A4701RGWR,低噪声 LDO 线性电源,QFN‑20,工业级,FPGA/ADC 模拟供电
AM3358BZCZ100,Cortex‑A8 ARM 处理器,BGA491,工业级,直流桩整机主控
SN65HVD251DR,CAN 收发器,SOIC‑8,工业级,国标 BMS 充电协议通讯
TPD6S300DBQR,6 通道 ESD 防护器件,QFN‑10,工业级,通讯端口浪涌保护
# INFINEON 英飞凌
IMW120R045M1,1200V CoolSiC MOSFET,TO‑247,工业级,30‑60kW 直流桩 PFC/LLC 功率管
FF450R12ME4,1200V IGBT 模块,EconoDUAL 封装,工业级,120kW 以上三相整流
F3L15MR12W2M1_B69,1200V 三电平 Vienna 整流模块,Easy2B 封装,工业级,高功率 PFC 整流
1EDC60H12AH,EiceDRIVER 隔离栅极驱动,DIP‑8,工业级,IGBT/SiC 驱动
IPW65R115CFD7A,650V CoolMOS MOSFET,TO‑247,工业级,交流桩图腾柱 PFC
XMC4800‑F196K2048,ARM Cortex‑M4 MCU,LQFP196,工业级,电源模块内部控制
# PANASONIC 松下
EEH‑ZK1E470M,聚合物混合铝电解电容,25V 470μF,125℃,功率板电源滤波
FKS2D102ZF,车规铝电解电容,1000μF 35V,抗振动,充电桩输入滤波
ERA‑2ARF1000T,薄膜精密电阻,0805 1kΩ 0.1%,AEC‑Q200,采样分压
ERA‑3ARF1001T,薄膜精密电阻,1206 10kΩ 0.1%,AEC‑Q200,高压采样回路
EZJP1V330GA,压敏电阻,AEC‑Q200,IO 端口浪涌静电防护
ECQ‑P683KF,X2 薄膜安规电容,0.068μF 275VAC,交流输入 EMI 滤波
# YXC 扬兴晶振
YSX531SL‑8M0000F20PF,无源晶振,8MHz,3225,‑40~85℃,电源 PWM 控制器时钟
YSX531SL‑12M0000F20PF,无源晶振,12MHz,3225,‑40~85℃,辅助 MCU 时钟
YSX321SL‑16M0000F20PF,无源晶振,16MHz,3225,‑40~105℃,充电桩主控 MCU 时钟
YSO110TR‑25M0000,有源晶振,25MHz,3225 3.3V,‑40~85℃,FPGA 系统时钟
充电桩选型重点
交流充电桩(7‑22kW):STM32G4 + CoolMOS(英飞凌 IPW65R115CFD7A)+ UCC21520 驱动;不需要 FPGA。
直流快充 30‑60kW:STM32G474 做模块控制;大功率整机主控用 AM3358;分立 SiC 器件 IMW120R045M1。
直流 120kW 及以上:Altera Cyclone‑V FPGA 做多模块并联、故障快速保护;英飞凌 EasyPACK/EconoDUAL 功率模块。
信号链:高压采样优先 AD7606B;BMS 通讯必须隔离 CAN(ADUM1250/SN65HVD251)。
无源器件:直流母线必须选用国巨 RV 高压电阻做母线泄放;高压 MLCC 提高耐压余量。
终端充电硬件细分方案(全功率矩阵)
(一)交流慢充桩(AC 7kW/14kW/21kW,家用 / 小区车位)
1. 硬件内部架构
主控单元:STM32H7 主控,集成 CAN、RS485、以太网、4G 模组,处理国标 CC/CP 导引信号、车辆握手通信
计量单元:0.5 级高精度计量芯片 ADE7978,分时计费、电量冻结、防篡改取证
功率回路:32A 交流接触器、防雷、漏电保护、过流 / 过压 / 欠压硬件保护
人机交互:触摸屏、RFID 刷卡、NFC、微信 / 支付宝扫码启动、语音提示
安全模块:CP PWM 充电握手、漏电保护 30mA/0.1s 切断、急停按钮、IP54 防水防尘
2. 核心功能
预约谷电充电、远程启停、故障告警推送
多桩有序充电:联动配电室总电流,峰值自动降功率,避免变压器过载
三相负荷均衡算法(小区地下室批量桩必备),控制三相不平衡度<15%
适用场景:私人车位、小区地下车库、写字楼员工车位
(二)一体式直流快充桩(DC 60kW/120kW/160kW,商场 / 出租车场站)
功率模块:SiC 碳化硅高频模块化电源,单模块 20/30kW,并联扩容,整机效率 96.5%,风冷散热
BMS 通信:CAN 总线遵循 GB/T27930-2023,与车辆电池实时交互,预充、绝缘检测、动态调压限流
双枪共享功率:双枪动态分配,单枪满功率 160kW,两枪同时使用均分功率
安全机制:高压绝缘实时监测、泄放回路、急停、过温降功率、电池过充 / 过流保护
电力采集集成:内置电压 / 电流 / 功率 / 谐波采集,上传边缘网关做负荷调度
(三)分体式充电堆(240~800kW 大功率,高速服务区 / 物流重卡)
架构:功率主机 + 多台充电终端(一拖 6~ 一拖 12)
功率池共享:所有终端共用总功率池,闲置功率自动分配给等待车辆,设备利用率提升 40%
液冷可选:600A 大电流液冷枪,适配 800V 高压平台车型,8 分钟补能 400km 续航
适配商用车:重卡、大巴、渣土车,支持多段恒流恒压充电曲线
配套电力采集:进线 0.2S 关口计量,监控全站总负荷,联动储能削峰填谷
(四)光储充一体化专用设备(零碳园区、景区)
光伏逆变器 + 储能 PCS+BMS + 充电堆 + 协调控制器 ACCU-1000 联动控制
核心策略:
光伏优先直充车辆,富余电量存入储能;
电价低谷储能充电,尖峰时段储能放电给充电桩,降低基本电费;
50ms 高速防逆流控制,避免光伏余电上网产生电网考核罚款;
AI 光伏出力预测,提前调度储能与充电功率,光伏自用率提升至 90% 以上






