傾佳電子壁掛式直流充電樁的架構(gòu)演進(jìn)與半導(dǎo)體技術(shù)前沿：拓?fù)?、趨勢及SiC MOSFET應(yīng)用價值深度解析

傾佳電子（Changer Tech）是一家專注于功率半導(dǎo)體和新能源汽車連接器的分銷商。主要服務(wù)于中國工業(yè)電源、電力電子設(shè)備和新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈。傾佳電子聚焦于新能源、交通電動化和數(shù)字化轉(zhuǎn)型三大方向，并提供包括IGBT、SiC MOSFET、GaN等功率半導(dǎo)體器件以及新能源汽車連接器。?

傾佳電子楊茜致力于推動國產(chǎn)SiC碳化硅模塊在電力電子應(yīng)用中全面取代進(jìn)口IGBT模塊，助力電力電子行業(yè)自主可控和產(chǎn)業(yè)升級！

傾佳電子楊茜咬住SiC碳化硅MOSFET功率器件三個必然，勇立功率半導(dǎo)體器件變革潮頭：

傾佳電子楊茜咬住SiC碳化硅MOSFET模塊全面取代IGBT模塊和IPM模塊的必然趨勢！

傾佳電子楊茜咬住SiC碳化硅MOSFET單管全面取代IGBT單管和大于650V的高壓硅MOSFET的必然趨勢！

傾佳電子楊茜咬住650V SiC碳化硅MOSFET單管全面取代SJ超結(jié)MOSFET和高壓GaN 器件的必然趨勢！

第一部分：緊湊型直流充電系統(tǒng)的功率變換架構(gòu)

本部分旨在深入剖析現(xiàn)代壁掛式直流充電樁的核心功率電子架構(gòu)。我們將系統(tǒng)解構(gòu)為關(guān)鍵功能模塊，闡述主流兩級變換方案的必要性，并對各級電路中的前沿拓?fù)溥M(jìn)行深度分析。

1.1 兩級功率變換框架

壁掛式直流充電樁在本質(zhì)上是一種連接單相交流電網(wǎng)與電動汽車直流電池的功率變換器。為了滿足電能質(zhì)量、電氣安全及電池充電協(xié)議等一系列嚴(yán)苛要求，該過程必須采用一個兩級級聯(lián)的變換架構(gòu) 。

第一級：AC-DC功率因數(shù)校正（PFC）

前端PFC級的主要任務(wù)是整流輸入的交流電壓，并至關(guān)重要地，將輸入電流整形為與電網(wǎng)電壓同相位的正弦波。這確保了接近單位值的功率因數(shù)，并最大限度地減少了注入電網(wǎng)的諧波污染，這是全球電力法規(guī)的強制性要求 。此級電路的輸出是一個穩(wěn)定的高壓直流母線，對于單相輸入系統(tǒng)，該電壓通常穩(wěn)定在400V左右 。

第二級：隔離式DC-DC變換

后端DC-DC級從PFC級獲取高壓直流電，并將其精確轉(zhuǎn)換為電動汽車電池所需的特定直流電壓。電氣隔離是此級的核心安全特性，它通過高頻變壓器杜絕了高壓電網(wǎng)與車輛底盤之間的任何直接電氣連接，保障了人身與設(shè)備安全 。此外，該級電路還負(fù)責(zé)根據(jù)車輛電池管理系統(tǒng)（BMS）的指令，對充電電壓和電流進(jìn)行精密調(diào)節(jié)。

1.2 高效PFC拓?fù)涞募夹g(shù)演進(jìn)

傳統(tǒng)Boost PFC（基準(zhǔn)模型）

多年來，傳統(tǒng)Boost PFC一直是功率因數(shù)校正設(shè)計的“主力軍” 。它采用一個全橋二極管整流器，后接一個標(biāo)準(zhǔn)的Boost升壓電路。盡管其結(jié)構(gòu)簡單、魯棒性強，但其主要瓶頸在于整流橋中固有的導(dǎo)通損耗——在任何時刻，電流路徑上總有兩個二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)。這部分損耗是固定存在的，為系統(tǒng)效率設(shè)定了一個難以逾越的天花板，尤其是在功率等級提升時，這一問題愈發(fā)突出 。

無橋圖騰柱（Totem-Pole）PFC（前沿方案）

圖騰柱拓?fù)渫ㄟ^徹底移除二極管整流橋，實現(xiàn)了效率上的巨大飛躍，是當(dāng)前最先進(jìn)的PFC架構(gòu)之一 。

工作原理：該拓?fù)溆蓛蓚€半橋橋臂構(gòu)成。其中一個橋臂（“慢速臂”）工作在電網(wǎng)頻率（50/60 Hz），通常采用低導(dǎo)通電阻的硅基（Si）MOSFET或IGBT，負(fù)責(zé)對交流電壓進(jìn)行同步整流。另一個橋臂（“快速臂”）則以極高的開關(guān)頻率（例如65-100 kHz）工作，執(zhí)行電流整形和電壓升壓的核心PFC功能 。

寬禁帶半導(dǎo)體的賦能作用：為了在高功率設(shè)計中首選的連續(xù)導(dǎo)通模式（CCM）下穩(wěn)定運行，快速臂的開關(guān)器件必須具備極佳的體二極管反向恢復(fù)特性。傳統(tǒng)硅基MOSFET的體二極管存在嚴(yán)重的反向恢復(fù)問題，其緩慢的關(guān)斷速度和巨大的反向恢復(fù)電荷（$Q_{rr}$）會在硬開關(guān)換相時導(dǎo)致巨大的開關(guān)損耗，甚至引發(fā)器件的災(zāi)難性失效。這正是碳化硅（SiC）MOSFET成為關(guān)鍵賦能技術(shù)的原因。SiC MOSFET的體二極管具有幾乎為零的反向恢復(fù)電荷，使其能夠完美勝任CCM模式下圖騰柱PFC快速臂的嚴(yán)苛工作要求，從而實現(xiàn)超高效率 。因此，圖騰柱PFC的廣泛應(yīng)用并非簡單的電路設(shè)計選擇，而是由SiC MOSFET等寬禁帶半導(dǎo)體器件的商業(yè)化成熟所催生的系統(tǒng)性變革。

內(nèi)在的雙向能力：圖騰柱PFC的對稱結(jié)構(gòu)使其天然具備雙向工作的能力。通過對開關(guān)器件進(jìn)行相應(yīng)的控制邏輯調(diào)整，能量即可從直流母線反向流回交流電網(wǎng)。這一特性是實現(xiàn)車輛到電網(wǎng)（Vehicle-to-Grid, V2G）功能的技術(shù)基石 。

1.3 高頻隔離式DC-DC變換器拓?fù)?/h3>

LLC諧振變換器

在單向充電應(yīng)用中，LLC變換器是DC-DC級的熱門選擇 。它利用一個由諧振電感（$L_r$）、勵磁電感（$L_m$）和和諧振電容（$C_r$）組成的諧振網(wǎng)絡(luò)，能夠在很寬的負(fù)載范圍內(nèi)為主邊開關(guān)管實現(xiàn)零電壓開通（ZVS）。這種軟開關(guān)技術(shù)極大地降低了開關(guān)損耗，使其成為高頻SiC MOSFET的理想搭檔，能夠?qū)崿F(xiàn)超過98%的極高變換效率。由SiC器件帶來的高頻工作能力，使得LLC變換器的磁性元件（變壓器、電感）尺寸得以大幅縮小，這是提升緊湊型充電樁功率密度的核心驅(qū)動力 。

雙有源橋（DAB）變換器

對于需要雙向能量流動的充電樁，雙有源橋（DAB）是業(yè)界領(lǐng)先的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 。它由兩個有源全橋電路（分別位于變壓器原邊和副邊）通過一個高頻變壓器耦合而成。能量的流動方向和大小通過控制兩個橋臂之間的相移角來精確調(diào)節(jié)。其對稱的結(jié)構(gòu)使其天然支持雙向能量傳輸，并且同樣可以實現(xiàn)ZVS軟開關(guān)，保證了極高的雙向變換效率。DAB是構(gòu)建具備V2G功能的充電樁設(shè)計的核心技術(shù) 。

整個功率變換鏈路的設(shè)計體現(xiàn)了一種系統(tǒng)協(xié)同效應(yīng)。一個基于SiC的、運行在100 kHz的高效圖騰柱PFC級，能夠產(chǎn)生一個電壓紋波極低的高品質(zhì)400V直流母線 。這個穩(wěn)定的輸入為后級的LLC或DAB變換器創(chuàng)造了理想的工作條件，使其同樣可以被優(yōu)化用于高頻工作。這進(jìn)一步縮小了其磁性元件的尺寸，形成了一種協(xié)同效應(yīng)：第一級的技術(shù)優(yōu)勢為第二級的進(jìn)一步優(yōu)化和小型化鋪平了道路。這種貫穿整個功率鏈路的高頻化設(shè)計理念，正是實現(xiàn)“壁掛式小直流充電樁”這種緊湊外形的關(guān)鍵所在。

第二部分：SiC MOSFET在高效功率變換中的革命性影響

本部分將通過詳實的數(shù)據(jù)和深入的分析，闡述為何SiC MOSFET在直流充電樁應(yīng)用中，相較于傳統(tǒng)的硅基功率器件（特別是Si IGBT），具有根本性的性能優(yōu)勢。分析將從材料物理特性出發(fā)，深入到器件級的性能指標(biāo)量化，最終落腳于系統(tǒng)級的應(yīng)用價值。

2.1 碳化硅（SiC）的根本材料優(yōu)勢

寬禁帶隙：SiC的禁帶寬度約為硅的3倍（3.26 eV vs 1.12 eV）。這使得SiC器件能夠在更高的電壓、更高的溫度和更高的頻率下可靠工作而不會發(fā)生擊穿。

高臨界擊穿場強：SiC能夠承受比硅高出近10倍的電場強度。這意味著在相同的耐壓等級下，SiC器件的漂移層可以做得更薄，從而顯著降低器件的導(dǎo)通電阻（$R_{DS(on)}$）。

高熱導(dǎo)率：SiC的導(dǎo)熱能力是硅的3倍以上 。優(yōu)異的散熱性能意味著器件結(jié)產(chǎn)生的熱量可以更高效地導(dǎo)出，這不僅允許器件在更高的結(jié)溫下工作，提升了系統(tǒng)的可靠性，更重要的是，它使得散熱系統(tǒng)的設(shè)計得以簡化和小型化（例如，使用更小的散熱器甚至實現(xiàn)無風(fēng)扇的自然冷卻設(shè)計）。

與Si IGBT的對比：作為高壓大功率應(yīng)用的傳統(tǒng)選擇，IGBT是一種雙極型器件，其關(guān)斷過程中存在由少數(shù)載流子復(fù)合引起的“拖尾電流”，這從根本上限制了其有效開關(guān)頻率，通常在幾十千赫茲的水平。而SiC MOSFET是單極型器件，不存在拖尾電流，其開關(guān)速度比IGBT快一個數(shù)量級（可達(dá)數(shù)百千赫茲），同時開關(guān)損耗也急劇降低 。

2.2 性能增益的量化分析

為了具體量化SiC MOSFET的性能優(yōu)勢，我們以基本半導(dǎo)體（BASIC Semiconductor）的B3M040065Z為例，并將其與業(yè)界主流的同規(guī)格競品進(jìn)行橫向?qū)Ρ取?/p>

表1：650V/40mΩ級別SiC MOSFET關(guān)鍵性能指標(biāo)對比

注：不同廠商測試條件（如柵極電阻$R_G$）可能存在差異，對比時需注意。

性能指標(biāo)分析：

導(dǎo)通與開關(guān)損耗：B3M040065Z展現(xiàn)出極具競爭力的性能。盡管其柵極電荷（$Q_G$）高于ST的器件，但在高溫125°C下的總開關(guān)損耗（$E_{total}$）在測試的器件中是最低的（166 μJ，而CREE為191 μJ）18。這表明該器件在柵極電荷與開關(guān)速度之間取得了優(yōu)化的平衡，這是MOSFET設(shè)計中的關(guān)鍵權(quán)衡。尤其值得注意的是，其關(guān)斷損耗（$E_{off}$）在高溫下表現(xiàn)出顯著的下降趨勢（從25°C的42 μJ降至125°C的34 μJ），這對于在實際工作條件下保持高效率是一個非常理想的特性。

反向恢復(fù)性能：所有SiC器件的反向恢復(fù)電荷（$Q_{rr}$）和峰值電流（$I_{rrpeak}$）與硅基MOSFET相比都極低。B3M040065Z在25°C下的$Q_{rr}$為0.16 μC，$I_{rrpeak}$為-8.74 A 。正是這種近乎為零的反向恢復(fù)特性，使得圖騰柱PFC的快速臂能夠在硬開關(guān)狀態(tài)下高效工作，而不會產(chǎn)生巨大的損耗。

2.3 系統(tǒng)級影響：以B3M040065Z為例

PFC仿真分析：一份采用B3M040065Z的3.6kW無橋PFC的PLECS仿真，為我們提供了系統(tǒng)級優(yōu)勢的直接證據(jù) 。

在220Vac輸入、3.6kW輸出的工況下，單個MOSFET的總損耗僅為9.63W（其中導(dǎo)通損耗5.92W，開關(guān)損耗3.71W）。

在散熱器溫度為90°C的條件下，器件的最高結(jié)溫預(yù)計僅為105.49°C，遠(yuǎn)低于其175°C的極限工作結(jié)溫。

這一仿真結(jié)果揭示了更深層次的系統(tǒng)級價值。SiC器件優(yōu)異的導(dǎo)熱性能（B3M040065Z的結(jié)殼熱阻$R_{th(j-c)}$為0.6 K/W，優(yōu)于部分競品的>0.85 K/W ）與更低的總損耗相結(jié)合，不僅僅意味著可以使用更小的散熱器，它從根本上改變了熱管理的范式。它使得在更高功率等級（如3.3-7.7kW）的壁掛式充電樁中，采用無風(fēng)扇的被動散熱（自然對流）成為可能。這就消除了風(fēng)扇這一主要的噪聲源、機械故障點以及灰塵和濕氣的入口。因此，SiC技術(shù)的應(yīng)用，直接催生了體積更小、運行更安靜、可靠性更高、防護等級（IP等級）也更高的充電樁產(chǎn)品，這些都是住宅和商業(yè)壁掛式充電樁的核心價值主張。

此外，SiC MOSFET的低閾值電壓（$V_{GS(th)}$）特性（例如B3M040065Z的$V_{GS(th)}$從25°C的2.7V下降到175°C的1.9V ）雖然使其對柵極噪聲更為敏感，但也為其并聯(lián)應(yīng)用帶來了便利。然而，這種敏感性也直接導(dǎo)致了米勒效應(yīng)引發(fā)的寄生導(dǎo)通風(fēng)險增加。在半橋電路中，當(dāng)一個MOSFET高速開通時，其急劇變化的漏源電壓（高$dv/dt$）會通過另一個（處于關(guān)斷狀態(tài)）MOSFET的米勒電容（$C_{rss}$）注入一股電流，在柵極回路上產(chǎn)生一個電壓尖峰。如果這個尖峰超過了器件的低$V_{GS(th)}$，就會導(dǎo)致該器件被錯誤地短暫開通，引發(fā)上下橋臂直通，這通常是毀滅性的。因此，SiC的優(yōu)異性能與其帶來的設(shè)計挑戰(zhàn)是相伴相生的，這也直接引出了下一章節(jié)將要討論的先進(jìn)柵極驅(qū)動技術(shù)的重要性。

第三部分：關(guān)鍵技術(shù)與市場發(fā)展趨勢

本部分將技術(shù)分析置于不斷演進(jìn)的電動汽車充電市場大背景之下，探討宏觀趨勢如何塑造充電樁的設(shè)計理念和技術(shù)選型。

3.1 向高功率、高電壓充電的不可逆轉(zhuǎn)之勢

市場驅(qū)動力：為了緩解用戶的“里程焦慮”并盡可能復(fù)刻傳統(tǒng)燃油車的加油體驗，整個行業(yè)正迅速向“超快充”方向發(fā)展 。這一趨勢的技術(shù)基礎(chǔ)是電動汽車電池平臺從400V向800V甚至更高電壓的遷移 。根據(jù)功率公式$P=U times I$，高電壓平臺允許在不使用過高電流的情況下實現(xiàn)大功率充電，從而避免了采用粗重、昂貴且散熱困難的充電電纜 。

技術(shù)響應(yīng)：這一趨勢直接推動了對更高功率充電模塊（從15-20kW發(fā)展到30-40kW甚至更高）和更高耐壓等級功率器件的需求 。對于單相充電樁的PFC級和面向400V電池系統(tǒng)的DC-DC級，650V/750V的SiC MOSFET是理想選擇 。而對于800V及以上的電動汽車架構(gòu)，為了保證足夠的電壓裕量，DC-DC變換級的功率器件耐壓需達(dá)到1200V甚至1700V 。這使得1200V等級的SiC MOSFET，如B3M040120Z，成為下一代快速充電樁的關(guān)鍵核心器件 。

功率密度：功率的提升絕不能以犧牲體積為代價。功率密度（kW/L或kW/kg）已成為衡量充電樁先進(jìn)性的關(guān)鍵指標(biāo)，對于壁掛式和模塊化系統(tǒng)尤為重要 。SiC器件的高頻工作能力通過縮小無源器件（電感、變壓器）的體積，成為實現(xiàn)高功率密度的首要技術(shù)途徑 。

3.2 雙向化：從充電設(shè)備到電網(wǎng)資產(chǎn)（V2G/V2H）

概念定義：V2G技術(shù)將停泊的電動汽車從一個被動的電力負(fù)荷，轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€主動的、分布式的儲能資源（DER）。具備雙向能量流動能力的充電樁，可以在電網(wǎng)需求高峰時將EV電池中的電能回饋給電網(wǎng)（削峰填谷），或用于穩(wěn)定電網(wǎng)頻率、消納過剩的可再生能源 。相關(guān)的概念還包括車輛到戶（V2H）和車輛到負(fù)載（V2L）。

經(jīng)濟與電網(wǎng)效益：V2G為車主創(chuàng)造了新的價值流，他們可以通過提供電網(wǎng)輔助服務(wù)獲得經(jīng)濟補償 。對于電網(wǎng)運營商而言，龐大的V2G車隊相當(dāng)于一個巨大的虛擬電廠，無需新建化石燃料調(diào)峰電廠即可增強電網(wǎng)的穩(wěn)定性和彈性 。

使能拓?fù)?/strong>：如前所述，圖騰柱PFC和DAB等拓?fù)涮烊痪邆潆p向能力。SiC MOSFET在這些拓?fù)渲兄陵P(guān)重要，因為其在正向和反向?qū)ǎǖ谌笙薰ぷ鳎r均具有極低的導(dǎo)通和開關(guān)損耗，確保了極高的“往返效率”，這對V2G模式的經(jīng)濟可行性至關(guān)重要 。

3.3 模塊化與可擴展性

行業(yè)實踐：行業(yè)的主流趨勢是開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化的、高功率密度的功率模塊（如15kW, 20kW, 30kW, 40kW），通過將這些模塊并聯(lián)，可以靈活地構(gòu)建不同總功率的充電系統(tǒng)（例如，一個120kW的充電樁可由4個30kW的模塊組成）。

優(yōu)勢：這種模塊化方法簡化了產(chǎn)品設(shè)計，通過規(guī)模經(jīng)濟效應(yīng)降低了制造成本，并極大地提高了系統(tǒng)的可維護性（故障模塊可被快速替換）。

SiC的角色：由SiC技術(shù)實現(xiàn)的高功率密度是使這些功率模塊足夠緊湊和輕量化的關(guān)鍵。一個使用Si IGBT構(gòu)建的30kW模塊，其體積和重量將遠(yuǎn)大于使用SiC MOSFET的同類產(chǎn)品，這將導(dǎo)致整個充電樁系統(tǒng)變得笨重，安裝成本也更高。

3.4 SiC應(yīng)用的關(guān)鍵設(shè)計考量

先進(jìn)的柵極驅(qū)動：SiC MOSFET的開關(guān)速度極快，伴隨著極高的電壓變化率（$dv/dt$）和電流變化率（$di/dt$），這對柵極驅(qū)動電路提出了前所未有的挑戰(zhàn)。

米勒效應(yīng)與寄生導(dǎo)通：如前文分析，高$dv/dt$與低$V_{GS(th)}$的組合使SiC MOSFET極易受到米勒效應(yīng)引發(fā)的寄生導(dǎo)通影響。

解決方案：米勒鉗位：專用的SiC柵極驅(qū)動器，如BTD5350M系列，集成了米勒鉗位功能 。該功能在器件關(guān)斷后，提供一個從柵極到源極的低阻抗通路，有效地將米勒電流旁路，防止柵極電壓被抬升至開啟閾值。雙脈沖測試數(shù)據(jù)提供了有力的證明：在沒有鉗位的情況下，處于關(guān)斷狀態(tài)的器件柵極電壓尖峰高達(dá)7.3V；而激活米勒鉗位后，該尖峰被有效抑制到僅2V，遠(yuǎn)低于開啟閾值，從而確保了系統(tǒng)安全 。

負(fù)壓驅(qū)動：在關(guān)斷狀態(tài)下施加一個負(fù)的柵極偏壓（例如-4V或-5V），可以為抵抗米勒尖峰和其它柵極噪聲提供額外的安全裕量，進(jìn)一步保證器件的可靠關(guān)斷 。

V2G趨勢的興起不僅僅是增加一項功能，它從根本上重新定義了充電樁的角色和價值。對于制造商而言，這意味著必須從設(shè)計之初就考慮雙向拓?fù)浜徒M件，以實現(xiàn)產(chǎn)品的“未來兼容性”。今天選擇一個僅支持單向的拓?fù)洌ㄈ鐦?biāo)準(zhǔn)Boost PFC），可能會在未來3-5年內(nèi)導(dǎo)致產(chǎn)品線被市場淘汰。而選擇一個基于SiC的圖騰柱PFC + DAB架構(gòu)，雖然初始物料清單（BOM）成本可能略高，但它提供了一個為V2G市場做好準(zhǔn)備的平臺，代表著遠(yuǎn)超眼前的長期投資回報。

同樣，關(guān)于SiC與Si IGBT的成本討論常常被過度簡化。雖然SiC MOSFET器件本身的單價可能更高 ，但它所帶來的系統(tǒng)級成本節(jié)約，最終可能導(dǎo)致更低的總BOM成本。SiC帶來的高開關(guān)頻率直接減小了無源器件（電感、變壓器、電容）的尺寸和成本，而這部分成本在總成本中占有相當(dāng)大的比重。此外，更低的發(fā)熱量降低了對散熱系統(tǒng)的要求（更小的散熱器、無需風(fēng)扇），進(jìn)一步節(jié)省了成本。因此，全面的成本評估必須在系統(tǒng)層面進(jìn)行，而非僅僅比較單個功率器件的價格 。

第四部分：戰(zhàn)略洞察與未來展望

本部分將綜合報告的全部發(fā)現(xiàn)，為壁掛式直流充電樁的未來發(fā)展提供可執(zhí)行的策略和前瞻性觀點。

4.1 新一代7kW壁掛式直流充電樁的元器件選型策略

架構(gòu)推薦：綜合分析表明，最優(yōu)架構(gòu)為基于SiC的圖騰柱PFC級 + LLC諧振DC-DC級的組合。該架構(gòu)提供了最高的效率和功率密度，并且通過將LLC級替換為DAB級，為未來的雙向功能升級預(yù)留了清晰的路徑。PFC級采用65 kHz左右的開關(guān)頻率是一個理想的起點，它在效率和磁性元件尺寸之間取得了良好平衡 。

PFC級元器件選型：對于圖騰柱PFC的快速臂，650V耐壓等級的SiC MOSFET是理想之選。基本半導(dǎo)體的B3M040065Z是一個極具競爭力的候選器件。其在高溫下表現(xiàn)出的低總開關(guān)損耗（125°C時為166μJ）18和優(yōu)異的熱阻（0.6 K/W），對于實現(xiàn)緊湊、無風(fēng)扇的設(shè)計至關(guān)重要。

DC-DC級元器件選型：后級的LLC變換器同樣應(yīng)采用如B3M040065Z之類的650V SiC MOSFET，以支持高頻工作，從而維持整個系統(tǒng)的高效率和高功率密度。

深圳市傾佳電子有限公司（簡稱“傾佳電子”）是聚焦新能源與電力電子變革的核心推動者：
傾佳電子成立于2018年，總部位于深圳福田區(qū)，定位于功率半導(dǎo)體與新能源汽車連接器的專業(yè)分銷商，業(yè)務(wù)聚焦三大方向：
新能源：覆蓋光伏、儲能、充電基礎(chǔ)設(shè)施；
交通電動化：服務(wù)新能源汽車三電系統(tǒng)（電控、電池、電機）及高壓平臺升級；
數(shù)字化轉(zhuǎn)型：支持AI算力電源、數(shù)據(jù)中心等新型電力電子應(yīng)用。
公司以“推動國產(chǎn)SiC替代進(jìn)口、加速能源低碳轉(zhuǎn)型”為使命，響應(yīng)國家“雙碳”政策（碳達(dá)峰、碳中和），致力于降低電力電子系統(tǒng)能耗。
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4.2 最大化SiC性能的設(shè)計要務(wù)

布局至上：為了應(yīng)對SiC MOSFET極高的$dv/dt$和$di/dt$，在功率回路和柵極驅(qū)動回路中最大限度地減小寄生電感是設(shè)計的重中之重。這要求緊湊的PCB布局，并利用開爾文源極（Kelvin Source）連接（如B3M040065Z的TO-247-4封裝所提供）來解耦功率回路與驅(qū)動回路 。

投資先進(jìn)的柵極驅(qū)動器：標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動方案已不足以駕馭SiC。必須采用專為SiC設(shè)計的柵極驅(qū)動器，它應(yīng)具備強大的米勒鉗位功能、穩(wěn)定的負(fù)壓驅(qū)動能力以及高共模瞬態(tài)抗擾度（CMTI），這是確保系統(tǒng)可靠、安全運行的先決條件 。

系統(tǒng)協(xié)同設(shè)計：SiC的優(yōu)勢只有在整個系統(tǒng)都圍繞其特性進(jìn)行設(shè)計時才能被最大化。這意味著功率器件、柵極驅(qū)動器、磁性元件和散熱方案需要協(xié)同設(shè)計，以實現(xiàn)比硅基方案更高的工作頻率，從而完全釋放其在功率密度和效率方面的潛力。

4.3 結(jié)論性展望：SiC的必然性

在壁掛式直流充電樁領(lǐng)域，向SiC技術(shù)的遷移并非一個“是否”的問題，而是一個“何時”的問題。這項技術(shù)在性能上提供了階躍式的提升，完美契合了市場對更小、更快、更高效、更可靠充電解決方案的核心訴求。盡管Si IGBT可能在一些低成本或傳統(tǒng)設(shè)計中仍有一席之地，但所有下一代、高性能的設(shè)計都將毫無疑問地基于寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)。以B3M040065Z等器件為代表的SiC MOSFET，正是實現(xiàn)前沿拓?fù)?、滿足未來市場趨勢的基石。那些能夠深刻理解并熟練掌握SiC設(shè)計精髓的企業(yè)，必將引領(lǐng)未來十年電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施市場的發(fā)展。

審核編輯 黃宇