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

近年來(lái)，在能源轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略驅(qū)動(dòng)下，我國(guó)新能源汽車的保有量持續(xù)攀升，并直接推動(dòng)了充電樁市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)。據(jù)中國(guó)充電聯(lián)盟（EVCIPA）統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2024全年，我國(guó)充電基礎(chǔ)設(shè)施增量為422.2萬(wàn)臺(tái)，新能源汽車國(guó)內(nèi)銷量1158.2萬(wàn)輛，充電基礎(chǔ)設(shè)施與新能源汽車?yán)^續(xù)保持快速增長(zhǎng)，樁車增量比約為1：2.7[1]。此外，截至2024年底，我國(guó)充電基礎(chǔ)設(shè)施累計(jì)數(shù)量為1281.8萬(wàn)臺(tái)，同比上升49.1%[1]，市場(chǎng)前景一片繁榮。

然而，隨著國(guó)際貿(mào)易壁壘高企與國(guó)內(nèi)內(nèi)卷態(tài)勢(shì)加劇，在此繁榮的市場(chǎng)中，充電樁廠商們亦面臨著新的挑戰(zhàn)。為提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，充電樁廠商亟需通過(guò)降本增效來(lái)應(yīng)對(duì)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力，同時(shí)還需加大對(duì)國(guó)產(chǎn)元器件的應(yīng)用比例，以增強(qiáng)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(guó)產(chǎn)化不僅能夠降低對(duì)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(yùn)行的核心元器件之一，其主要負(fù)責(zé)將不同電壓等級(jí)的電路隔離，以防止強(qiáng)電電路對(duì)弱電電路造成干擾和損壞，并保障弱電電路的控制信號(hào)能準(zhǔn)確地傳輸至強(qiáng)電電路中。

· 電氣隔離方面，充電樁工作時(shí)，內(nèi)部的充電模塊會(huì)產(chǎn)生高電壓與大電流，若這些強(qiáng)電信號(hào)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(shí)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(hào)傳輸方面，充電樁工作時(shí)，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(hào)交互，以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)充電過(guò)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(shí)根據(jù)充電狀態(tài)調(diào)整充電策略，實(shí)現(xiàn)高效、安全的充電過(guò)程。而數(shù)字隔離器憑借其出色的抗干擾能力，能在此過(guò)程中保證數(shù)據(jù)信號(hào)在不同電路之間穩(wěn)定傳輸，避免因信號(hào)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(dòng)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(hào)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(shí)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(gè)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(jì)費(fèi)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(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的通信和交互。

CMT1300、CMT1311等隔離運(yùn)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(xiǎn)及設(shè)備損壞，并同時(shí)將高壓母線的電流信號(hào)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(hào)，滿足環(huán)路控制需求，確保充電樁系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

展望未來(lái)，隨著充電樁市場(chǎng)需求的持續(xù)擴(kuò)大和國(guó)產(chǎn)數(shù)字隔離器技術(shù)的不斷進(jìn)步，國(guó)產(chǎn)數(shù)字隔離器在中國(guó)充電樁產(chǎn)業(yè)鏈中的應(yīng)用前景將更加廣闊。國(guó)產(chǎn)數(shù)字隔離器不僅在性能上逐步媲美甚至超越國(guó)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(shì)，這不僅有助于我國(guó)充電樁廠商在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出，也為我國(guó)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(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐，推動(dòng)整個(gè)行業(yè)向更高水平邁進(jìn)。

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參考數(shù)據(jù)來(lái)源：中國(guó)充電聯(lián)盟，2024年全國(guó)電動(dòng)汽車充換電基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)行情況https://mp.weixin.qq.com/s/WYrM2YdywHRaZR79Ku6dZw