摘要

交流充電樁，顧名思義即為給電動(dòng)汽車提供交流電，可選擇定電量、定時(shí)間、定金額、自動(dòng)（充滿為止）等多種模式，其工作電壓220VAC或者380VC。普通純電動(dòng)轎車用交流充電樁充滿電能需要4-5個(gè)小時(shí)。交流充電樁價(jià)格低廉，主要安裝在停車場(chǎng)，對(duì)電池的充電主要是依靠車載充電機(jī)完成。隨著行業(yè)發(fā)展不斷深入，競(jìng)爭(zhēng)日漸白熱化，各大供應(yīng)商開始尋求高性價(jià)比的充電樁系統(tǒng)解決方案。在這種背景下，本文為交流充電樁提供了一種優(yōu)質(zhì)、高性價(jià)比的電源轉(zhuǎn)換器解決方案，一個(gè)電源模塊便可滿足交流樁內(nèi)所有的供電需求。

行業(yè)概況

隨著技術(shù)進(jìn)步、政策扶持以及企業(yè)投入增加，我國(guó)新能源汽車行業(yè)近年迎來了跨越式發(fā)展，產(chǎn)量逐年上漲，到2016年新能源汽車產(chǎn)量達(dá)51.7萬輛，同比增長(zhǎng)36.8%，預(yù)計(jì)2020年累計(jì)產(chǎn)銷量超過500萬輛。

為了滿足電動(dòng)車的充電需求，國(guó)家十三五規(guī)劃《電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展指南(2015-2020)》指出，到2020年將建成480萬個(gè)分散式充電樁，集中式換電站超過1.2萬座。從2016~2020年，平均每年需新增97萬個(gè)。其中交流充電樁的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于直流樁，市場(chǎng)需求旺盛。

圖1 單槍、雙槍和四槍交流充電樁

系組成及主要功能

交流充電樁的系統(tǒng)組成主要依據(jù)《NBT 33002-2013 電動(dòng)汽車交流充電樁技術(shù)條件》，基本構(gòu)成如圖2所示。交流充電樁主要是為車載充電機(jī)供電，再由車載充電機(jī)給動(dòng)力電池充電。交流充電樁提供人機(jī)交互界面供用戶選擇充電模式，如鍵盤、顯示屏、指示燈等。

圖2  充電樁基本構(gòu)成框圖

交流充電樁的控制系統(tǒng)，通過AC/DC轉(zhuǎn)換器獲得DC供電，即電源轉(zhuǎn)換器是充電樁的一個(gè)零件。根據(jù)交流充電樁的工作要求，可以得到電源轉(zhuǎn)換器的工作要求：

環(huán)境溫度：-20 ℃～+50 ℃（室外型），-5 ℃～+50 ℃（室內(nèi)型）。

相對(duì)濕度：5 %～95 %。

海拔高度：≤2000 m。

防潮濕、防霉變、防鹽霧

靜電放電抗擾度 GB／T 17626.2—2006 等級(jí)3

射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度 GB／T 17626.3—2006 等級(jí)3

電快速瞬變脈沖群抗擾度GB／T 17626.4—2008 等級(jí)3

浪涌(沖擊)抗擾度 GB/T 17626.5—2008 等級(jí)3

傳導(dǎo)騷擾 CISPR 32 CLASS A

輻射騷擾 CISPR 32 CLASS A

在控制系統(tǒng)的供電電壓及功率方面，業(yè)內(nèi)方案多樣。經(jīng)過對(duì)典型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的總結(jié)及供電需求的提煉，金升陽提出交流充電樁內(nèi)部供電的一站式電源解決方案，如下文所示。

交流充電樁的電源解決方案

交流充電樁內(nèi)的設(shè)備主要使用到5V、±12V三種供電，根據(jù)零件的選型不同，5V和﹢12V供電的功率也有差異。如LCD屏幕的供電有5V和12V兩種，LCD選型不同，每路電源的功率分布也隨之變化。尤其是使用到GPRS無線通訊的充電樁，GPRS模塊全功率發(fā)射時(shí)，瞬態(tài)電流可達(dá)2~3A，而穩(wěn)態(tài)工作電流僅有數(shù)百mA。此類應(yīng)用中，5V供電電源的功率需要額外考慮。

圖3  交流充電樁控制系統(tǒng)供電方式

綜合考慮各種供電方案，金升陽推出專為充電樁行業(yè)設(shè)計(jì)的20W、30W AC/DC電源模塊LO20-10C0512-01、LO30-10C0512-12。該電源解決方案優(yōu)勢(shì)如下：

1）三路穩(wěn)壓輸出（5V、±12V），電壓精度均≤±5%。交流充電樁與車載充電機(jī)通信的CP信號(hào)是頻率為1KHz、幅度為±12V的PWM信號(hào)，依據(jù)GBT18487.1-2015，電壓精度要求為±5%，即11.4V~12.6V。一般多路輸出AC/DC電源模塊，僅有主路（瓦數(shù)較大的）電壓精度能達(dá)到±5%以內(nèi)，而LO30/LO20的三路輸出都是穩(wěn)壓，電壓精度均在±5%以內(nèi)，是專為交流充電樁而設(shè)計(jì)的AC/DC電源模塊。

2）供電能力強(qiáng)。LO30輸出的5V供電能力高達(dá)3A，無論選擇12V還是5V的屏幕以及是否有無線通訊模塊，都能夠滿足供電要求；LO20輸出的5V能提供0.5A電流，可滿足無GPRS模塊、12V LCD屏幕的交流樁方案。

3）EMC性能好。LO30為引線式封裝，內(nèi)部集成了EMC電路，客戶可直接接入電網(wǎng)，不必再額外設(shè)計(jì)防護(hù)。

其特點(diǎn)有：

充電樁專用AC/DC轉(zhuǎn)換器

5V、±12V三路穩(wěn)壓輸出

開板式、高性價(jià)比

交直流輸入兩用、安全隔離

輸出過壓、過流保護(hù)齊全

完全符合充電樁EMC等級(jí)要求

接線式安裝或PCB通孔安裝

產(chǎn)品圖片：

應(yīng)用總結(jié)

新能源汽車與充電樁是國(guó)家戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，需求穩(wěn)固增長(zhǎng)，同時(shí)行業(yè)經(jīng)過數(shù)年調(diào)控與發(fā)展，逐漸由政策導(dǎo)向轉(zhuǎn)變?yōu)槭袌?chǎng)導(dǎo)向，廠商之間的競(jìng)爭(zhēng)變得更加激烈，尤其是交流充電樁往往直接面向普通車主，高性價(jià)比的解決方案是勝出的首要條件。金升陽長(zhǎng)期提供優(yōu)質(zhì)電源解決方案，在充電樁領(lǐng)域?qū)⒁酝鉀Q方案不斷優(yōu)化，最終推出LO30/LO20系列AC/DC電源模塊，正是為了幫助廣大用戶提升交流充電樁的性價(jià)比，以適應(yīng)當(dāng)前的市場(chǎng)環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

GBT18487.1-2015電動(dòng)汽車傳導(dǎo)充電系統(tǒng) 第1部分 通用要求

NBT 33002-2013 電動(dòng)汽車交流充電樁技術(shù)條件

電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展指南(2015-2020)

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