國產(chǎn)“芯”優(yōu)勢，數(shù)字隔離器如何賦能中國充電樁產(chǎn)業(yè)

近年來，在能源轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略驅(qū)動下，我國新能源汽車的保有量持續(xù)攀升，并直接推動了充電樁市場的快速增長。據(jù)中國充電聯(lián)盟（EVCIPA）統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2024全年，我國充電基礎(chǔ)設(shè)施增量為422.2萬臺，新能源汽車國內(nèi)銷量1158.2萬輛，充電基礎(chǔ)設(shè)施與新能源汽車?yán)^續(xù)保持快速增長，樁車增量比約為1：2.7[1]。此外，截至2024年底，我國充電基礎(chǔ)設(shè)施累計數(shù)量為1281.8萬臺，同比上升49.1%[1]，市場前景一片繁榮。

然而，隨著國際貿(mào)易壁壘高企與國內(nèi)內(nèi)卷態(tài)勢加劇，在此繁榮的市場中，充電樁廠商們亦面臨著新的挑戰(zhàn)。為提升產(chǎn)品競爭力，充電樁廠商亟需通過降本增效來應(yīng)對市場競爭壓力，同時還需加大對國產(chǎn)元器件的應(yīng)用比例，以增強供應(yīng)鏈的穩(wěn)定性和安全性。例如，數(shù)字隔離器作為充電樁中的“安全守護(hù)者”，推進(jìn)其國產(chǎn)化不僅能夠降低對進(jìn)口元器件的依賴，還能更好地滿足本土化需求，為行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供有力支撐。

充電樁不可或缺的安全需求：數(shù)字隔離器

在汽車充電樁的電氣系統(tǒng)中，數(shù)字隔離器是確保充電樁在各種復(fù)雜電氣環(huán)境和惡劣工況下安全、穩(wěn)定運行的核心元器件之一，其主要負(fù)責(zé)將不同電壓等級的電路隔離，以防止強電電路對弱電電路造成干擾和損壞，并保障弱電電路的控制信號能準(zhǔn)確地傳輸至強電電路中。

· 電氣隔離方面，充電樁工作時，內(nèi)部的充電模塊會產(chǎn)生高電壓與大電流，若這些強電信號直接接觸到負(fù)責(zé)控制和通信的弱電電路，則極易導(dǎo)致芯片燒毀，致使充電樁失去正常工作的能力。而數(shù)字隔離器憑借著二氧化硅（SiO2）與聚酰亞胺（PI）等具備極高電阻率和介電性能的絕緣材料，擁有著極高的隔離電壓，可實現(xiàn)有效的電氣隔離，避免充電樁系統(tǒng)癱瘓引發(fā)電氣火災(zāi)等嚴(yán)重后果。

·?信號傳輸方面，充電樁工作時，內(nèi)部的充電模塊需要與控制模塊進(jìn)行高精度、高速度的信號交互，以實時監(jiān)測充電過程中的電流、電壓以及溫度等參數(shù)，使控制系統(tǒng)能夠及時根據(jù)充電狀態(tài)調(diào)整充電策略，實現(xiàn)高效、安全的充電過程。而數(shù)字隔離器憑借其出色的抗干擾能力，能在此過程中保證數(shù)據(jù)信號在不同電路之間穩(wěn)定傳輸，避免因信號失真和電磁干擾引發(fā)電氣安全事故。

例如，在上圖所示的應(yīng)用方案中，CMT860XX隔離驅(qū)動芯片是保障低壓控制電路穩(wěn)定、安全地控制高壓功率電路的核心元器件，其不僅可支持高達(dá)5.75kV的隔離電壓，還可高效抑制共模噪聲（CMTI＞150 kV/us），避免電磁干擾（EMI）導(dǎo)致控制信號失真。此外，CMT860XX還具備著4A峰值拉電流，6A峰值灌電流輸出的能力，可高效控制開關(guān)器件（如IGBT、SiC MOSFET），實現(xiàn)高效功率因數(shù)校正，并抑制米勒效應(yīng)導(dǎo)致的誤開通現(xiàn)象。

CMT812X、CMT804X系列基礎(chǔ)數(shù)字隔離芯片支持高達(dá)5kV的隔離耐壓與150Mbps的最大速率，可確保通信模塊能準(zhǔn)確地傳輸數(shù)據(jù)信息，其不僅可用于隔離兩個電源控制模塊DSP之間的電氣連接，還可用于隔離電源控制模塊DSP與人機(jī)交互控制與計費單元之間以及電源控制模塊DSP與汽車BMS系統(tǒng)之間的電氣連接，并確保這些模塊之間能實現(xiàn)準(zhǔn)確、實時的通信和交互。

CMT1300、CMT1311等隔離運放芯片通常應(yīng)用在充電樁中的PFC電路和DC-DC電路中，以阻斷高壓母線與低壓控制電路（MCU/DSP）的直接連接，防止觸電風(fēng)險及設(shè)備損壞，并同時將高壓母線的電流信號精準(zhǔn)轉(zhuǎn)換為低壓控制電路（MCU/DSP）可處理的數(shù)據(jù)信號，滿足環(huán)路控制需求，確保充電樁系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

展望未來，隨著充電樁市場需求的持續(xù)擴(kuò)大和國產(chǎn)數(shù)字隔離器技術(shù)的不斷進(jìn)步，國產(chǎn)數(shù)字隔離器在中國充電樁產(chǎn)業(yè)鏈中的應(yīng)用前景將更加廣闊。國產(chǎn)數(shù)字隔離器不僅在性能上逐步媲美甚至超越國際品牌，更在成本控制和供應(yīng)鏈穩(wěn)定性上展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢，這不僅有助于我國充電樁廠商在激烈的市場競爭中脫穎而出，也為我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展提供了堅實的技術(shù)支撐，推動整個行業(yè)向更高水平邁進(jìn)。

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參考數(shù)據(jù)來源：中國充電聯(lián)盟，2024年全國電動汽車充換電基礎(chǔ)設(shè)施運行情況https://mp.weixin.qq.com/s/WYrM2YdywHRaZR79Ku6dZw