芯干線電動兩輪車之充電機系列方案

1 電動兩輪車——主流出行方式

電動兩輪車是目前主流、廣泛普及的出行方式，主要分為如下三類：電動自行車、電動輕便摩托車和電動摩托車。其中電動自行車作為一種既低碳又便捷的短途出行工具，廣泛應(yīng)用于個人出行、外賣配送以及共享出行等領(lǐng)域。

據(jù)統(tǒng)計，2023年底國內(nèi)電動兩輪車保有量突破4億臺，超過汽車的3.1億。

2 充電機的優(yōu)化迫在眉睫

隨著電動兩輪車數(shù)量的不斷增長，頻繁出現(xiàn)的充電起火事故卻令人擔(dān)憂，多個省份均已明確禁止電動車進電梯、進樓等相關(guān)政策。室外充電的需求越來越多，防塵防水顯得尤為重要，傳統(tǒng)方案的防塵、防水等級往往會帶來充電機體積的大幅度增加，大大降低充電機的便攜性。

隨著人們對短途出行的需求越來越高，對電動自行車的性能要求也越來越高，充電速度慢、充電效率低、續(xù)航能力短、安全性弱等成了用戶最大的痛點。

針對這些痛點，市場上已經(jīng)出現(xiàn)了一些解決方案，如智能充電站、快速充電技術(shù)等。隨著技術(shù)的不斷進步和市場的不斷發(fā)展，相信這些痛點也將逐步得到解決。因此，對于電動兩輪車充電機廠商來說，需要不斷創(chuàng)新和提升產(chǎn)品品質(zhì)，以滿足消費者的需求，并在競爭中脫穎而出。

3 芯干線科技電動兩輪車充電機方案

芯干線科技作為第三代功率半導(dǎo)體器件的先行者，一直專注在服務(wù)未來電源科技領(lǐng)域。公司針對電動兩輪車傳統(tǒng)充電機體積大、速度慢、效率低、不防水等痛點，利用第三代功率半導(dǎo)體技術(shù)推出了多種創(chuàng)新實用方案，能夠精準解決當(dāng)下電動兩輪車充電機的充電速度慢、效率低、體積大等問題，以滿足不同客戶需求。

芯干線核心方案

方案特性

以500W充電機為例，充電機在PFC升壓開關(guān)管和LLC開關(guān)管中使用芯干線氮化鎵器件，型號為X3G6509B8，PFC升壓整流管采用XD6506F8碳化硅二極管。外觀尺寸僅為160x50x40mm，最大程度地減小了體積，同時，功率密度達到了驚人的1.5625W/cm^3，其中PFC級的開關(guān)頻率為 100K ，LLC級的開關(guān)頻率為 250K。

芯干線第三代半導(dǎo)體功率器件的使用，有效降低損耗，提升轉(zhuǎn)換效率，極大的改善了大功率開關(guān)電源產(chǎn)品的使用體驗。

方案優(yōu)勢

第三代半導(dǎo)體材料如氮化鎵(GaN)和碳化硅(SiC)具有極高的工作溫度和擊穿電壓，能夠在極端環(huán)境下工作，適用于高壓和高功率應(yīng)用, 具有高電子遷移率和低電阻，使得第三代半導(dǎo)體器件能夠支持更高的操作頻率，適用于高速通信、雷達和衛(wèi)星通信等領(lǐng)域, 能夠?qū)崿F(xiàn)更高的電流密度和功率輸出，適用于需要高功率密度的應(yīng)用，如新能源汽車和5G通信，具有較強的抗輻射性能，適用于軍事和空間等特殊領(lǐng)域, 具有較高的電子飽和漂移速率和鍵合能，能夠快速傳輸電子，降低功耗。

除了電學(xué)特性外，第三代半導(dǎo)體的光學(xué)性能也非常優(yōu)越，能夠發(fā)揮出高效率的光電轉(zhuǎn)換效果, 具有更高的熱穩(wěn)定性、電化學(xué)穩(wěn)定性和較低的漏電流，使得第三代半導(dǎo)體器件更可靠耐用。

所以，充電機中芯干線第三代半導(dǎo)體功率器件的應(yīng)用，顯著降低了電源的散熱要求、縮減了電源的體積、提高了充電速度、降低了功耗，并有效提高了充電機的安全性能。

方案樣機測試結(jié)果

樣機測試效率

@Vin=220Vac 100%負載

CH1:GaN HEMT 驅(qū)動波形

CH2:驅(qū)動器輸出波形

CH3:半橋下管 Vds波形

CH4:諧振電流波形

PFC GaN HEMT Vds波形@Vin=220Vac 100%負載

輻射測試



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芯干線科技的兩輪車充電機方案非常出色，它支持多種功率充電，具備高整機效率、寬輸入電壓范圍、輻射傳導(dǎo)裕量足及低成本等諸多優(yōu)點。

更值得一提的是，方案中使用的第三代半導(dǎo)體核心功率器件，均為芯干線科技自主研發(fā)量產(chǎn)的型號，這充分展示了公司在半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域的深厚實力。經(jīng)過實際測試驗證，該方案設(shè)計完全滿足“新國標”規(guī)范，為用戶提供了安全、高效、可靠的充電體驗。這樣的充電機方案，無疑將極大地推動電動兩輪車行業(yè)的發(fā)展，讓人們的出行更加便捷、舒適。

審核編輯：劉清