2025年8月1日起，關(guān)于新能源汽車及其充電樁的兩大標(biāo)準(zhǔn)《電動汽車供電設(shè)備安全要求》（GB 39752—2024）和《電動汽車傳導(dǎo)充電系統(tǒng)安全要求》（GB 44263—2024）開始實施。新標(biāo)準(zhǔn)的實施將進(jìn)一步提升電動汽車供電設(shè)備和充電系統(tǒng)的安全水平，保障電動汽車用戶生命財產(chǎn)安全。本文僅就600KW以上直流充電樁中的PFC模塊電流檢測應(yīng)用問題進(jìn)行探討。

什么是直流快充

直流快充（DC Fast Charging）是電動汽車充電技術(shù)中的一種高效充電方式，能在短時間內(nèi)為車輛補(bǔ)充大量電能，顯著提升充電效率，其原理是將交流電轉(zhuǎn)換為高壓直流電（通常300-900V），繞開車載充電OBC，直接輸送到電動汽車的動力電池組?，F(xiàn)在市面上超快充樁（如 480kW、600kW）甚至能實現(xiàn) “充電 5 分鐘，續(xù)航 200 公里”，大幅縮短充電時間。

直流快充的核心組件

1. 功率變換模塊：作用是將電網(wǎng)輸入的交流電轉(zhuǎn)換為電池所需的高壓直流電，是實現(xiàn)快充的核心動力源。
2. 控制系統(tǒng)：協(xié)調(diào)充電樁各模塊工作，與車輛 BMS（電池管理系統(tǒng)）通訊，動態(tài)調(diào)整輸出電壓、電流，確保充電安全與效率。
3. 散熱系統(tǒng)：高功率快充時，功率模塊會產(chǎn)生大量熱量（如 600kW 充電樁每小時散熱需求可達(dá)數(shù)十千瓦），溫度過高會導(dǎo)致器件損壞。400KW以上超充樁采用水冷為主的液冷散熱器。
4. 輸入輸出保護(hù)裝置：

• 輸入側(cè)：斷路器（過載 / 短路保護(hù)）、防雷模塊（防止雷擊損壞設(shè)備）、漏電保護(hù)器（保障人員安全）。
• 輸出側(cè)：直流接觸器（快速切斷輸出，故障時保護(hù)電池）、電壓 / 電流傳感器（實時監(jiān)測輸出狀態(tài)）。

直流快充的“心臟”--電源模塊

在超充樁的功率變換模塊中，電源模塊是實現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換與功率輸出的核心單元，直接決定了超充樁的功率等級、轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性。它通常以模塊化設(shè)計存在，例如600kW樁往往由多個100-150kW模塊并聯(lián)組成，通過組合實現(xiàn)超高功率輸出（如 480kW、600kW 甚至 1000kW 以上）。

電源模塊是一個集成化的 “電能轉(zhuǎn)換單元”，核心結(jié)構(gòu)包括以下部分：

超充樁整流單元的 “功率調(diào)節(jié)中樞”—功率因數(shù)校正PFC

在超充樁的整流單元中，PFC（Power Factor Correction，功率因數(shù)校正） 是核心技術(shù)之一，其作用是改善電網(wǎng)輸入電流的波形，提高功率因數(shù)，減少對電網(wǎng)的諧波污染，同時提升電能轉(zhuǎn)換效率。其性能直接影響超充樁與電網(wǎng)的兼容性、運行效率和功率穩(wěn)定性。超充樁中常用的 PFC 技術(shù)分為無源 PFC和有源 PFC，其中有源 PFC 因性能優(yōu)勢成為主流，無緣PFC幾乎不存在于超充中。

PFC電流檢測

在 PFC電路中，電流檢測是通過實時采集輸入電流，為控制芯片提供反饋信號，確保輸入電流波形跟隨電壓波形呈正弦曲線，從而實現(xiàn)高功率因數(shù)和低諧波。

PFC電流檢測的三大核心目標(biāo)

1. 波形跟蹤：使輸入電流波形與輸入電壓波形同相位（正弦化），確保功率因數(shù)接近 1。
2. 限流保護(hù)：實時監(jiān)測電流峰值或有效值，防止電路因過流（如負(fù)載突變、短路）損壞。
3. 諧波抑制：通過精確檢測電流畸變，調(diào)整開關(guān)器件的控制策略，降低總諧波畸變率（THD）。

PFC電流檢測對象與場景

PFC 電路中需檢測的電流主要包括：

• 交流輸入電流：直接反映電網(wǎng)側(cè)的電流波形，用于判斷功率因數(shù)和諧波水平。
• 電感電流：在 Boost 型 PFC（超充樁主流拓?fù)洌┲校姼惺莾δ芎诵?，其電流變化直接反映能量轉(zhuǎn)換狀態(tài)，是控制開關(guān)管導(dǎo)通 / 關(guān)斷的關(guān)鍵依據(jù)。
• 直流側(cè)電流：部分場景下需檢測 PFC 輸出的直流電流，用于過流保護(hù)或功率閉環(huán)控制。

常用電流檢測方案及原理

根據(jù)檢測元件的不同，PFC 電流檢測主要分為電阻采樣、電流互感器、霍爾傳感器三類，以下是三類方案的對比：

PFC 電流檢測是 “波形校正” 和 “系統(tǒng)保護(hù)” 的雙重核心。新國標(biāo)下，電阻采樣因其易產(chǎn)生功率損耗，發(fā)熱明顯等問題已經(jīng)不大適合超充；電流互感器（CT）需補(bǔ)償電路或與其他檢測方式結(jié)合，才可以滿足新國標(biāo)對充電效率和電能質(zhì)量的要求；霍爾電流傳感器契合新國標(biāo)要求，是較優(yōu)選擇。其電氣隔離、高頻特性好，精度和線性度滿足功率優(yōu)化與安全保護(hù)需求，可勝任 800A 大電流及高頻開關(guān)電路檢測。

AN3V簡介

AN3V PB35/55系列，是芯森電子專為大電流檢測場景精心打造、全新量產(chǎn)的開環(huán)霍爾電流傳感器產(chǎn)品。該系列產(chǎn)品精準(zhǔn)聚焦電源、光伏、儲能等行業(yè)領(lǐng)域，深度契合這些領(lǐng)域?qū)﹄娏鳒y量所提出的高可靠性與高一致性的嚴(yán)苛需求。AN3V系列新品主要包括AN3V PB35/PB55等多個型號，覆蓋從80A到200A的額定測量范圍。不僅保證了測量精度，還大幅提升了動態(tài)測量范圍，可靠性提升，線性度優(yōu)異。

特性

• 基于霍爾原理的開環(huán)電流傳感器
• 原邊和副邊之間絕緣
• 原材料符合UL 94-V0
• 沒有插入損耗
• 供電電壓：+3.3V
• 高度h=8.7mm
• 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):

n EC 60664-1:2020

n IEC 61800-5-1:2022

n IEC 62109-1:2010

參數(shù)特點：

• 供電：+5V/3.3V
• 額定量程：±80~200A
• 測量范圍：±80~375A
• 工作范圍：-40~105°C
• 典型精度：1%
• 響應(yīng)時間：2.5μs
• 絕緣耐壓：4.3kV
• 帶寬：250kHz
• 線性度：0.5%

產(chǎn)品尺寸：

結(jié)語：澎湃動力的精密守護(hù)者?

新國標(biāo)下的600kW以上的直流快充樁，其澎湃動力源自模塊化電源的高效轉(zhuǎn)換，而PFC模塊作為“能量入口”，其穩(wěn)定高效的運行離不開精確、快速且安全的電流監(jiān)測技術(shù)。以AN3V為代表的開環(huán)霍爾電流傳感器ASIC方案，憑借其零損耗、微秒響應(yīng)、原生隔離及高集成度的綜合優(yōu)勢，已成為支撐新一代大功率PFC電路的主流元器件選擇之一。它們?nèi)缤艿摹半娏魃诒?，默默守護(hù)著PFC模塊的高效運轉(zhuǎn)，為新基建的超快充網(wǎng)絡(luò)奠定堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。