VBsemi推出充电桩全功率器件方案助力充电网络升级

电动汽车充电桩MOSFET&IGBT系统方案-面向4000万充电基础设施建设，VBsemi助力高效、安全、智能充电网络升级

随着新能源汽车产业快速发展，充电基础设施正在进入规模化建设与技术升级的新阶段。国家发展改革委、国家能源局印发《新型电力系统建设“十五五”规划》，提出到2030年，充电基础设施总量将超过4000万个，大功率充电设施约30万个，形成支撑超过1.1亿辆电动汽车的充电服务能力。

未来5年，电动汽车充电网络将从“数量增长”向“高功率、高效率、智能化、双向互动”方向演进，加快构建覆盖城市、道路、乡村的立体化充电体系。其中，快充、超充、高压平台、V2G双向充放电等技术将成为下一代充电桩发展的核心方向，而功率半导体器件作为充电模块中的核心元件，直接决定系统的转换效率、可靠性以及功率密度。

VBsemi围绕电动汽车充电桩应用场景，推出覆盖PFC功率因数校正、高压DC/DC转换、800V超充、V2G双向能源管理、辅助电源及输出保护等关键环节的MOSFET、IGBT、SiC MOSFET及GaN功率器件解决方案，助力下一代智能充电基础设施建设。

电动汽车充电桩核心技术趋势

1. 快充模块向高效率、高功率密度发展

传统充电桩主要采用400V电压平台，随着800V高压平台新能源汽车加速普及，充电模块需要支持更高电压、更大电流以及更低损耗运行。

未来，高速公路服务区、城市超级充电站将重点建设大功率充电设施，对功率半导体器件提出了更高要求，包括更高耐压能力、更低导通损耗、更快开关速度以及更高热可靠性。

在这一趋势下，SiC MOSFET、IGBT以及低阻MOSFET将成为高功率充电模块的重要技术路线。

2. 城市与高速充电网络向智能化升级

未来，充电基础设施将形成更加完善的立体化网络。

城市面状网络主要覆盖商场、停车场、小区等应用场景，重点满足日常城市出行的快速补能需求；高速公路线状网络重点布局高速公路服务区及城际交通节点，为中长途新能源汽车提供高功率、快速充电服务；乡村点状网络则进一步扩大充电设施覆盖范围，提升新能源汽车在县域及乡村地区的充电便利性。

不同应用场景对充电设备的技术要求也有所不同。城市快充桩更加关注高效率、小型化和低成本；高速超充站更加关注高功率、高可靠性以及800V高压平台适配能力；V2G充电系统需要支持双向能量流动和电网互动；智能充电终端则更加注重高集成度、高稳定性以及智能控制能力。

VBsemi电动汽车充电桩MOSFET&IGBT系统方案

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1. PFC主开关方案——提升交流输入转换效率

推荐型号：VBP165R64SFD

应用模块：快充模块PFC主开关

VBP165R64SFD是一款650V高压Super Junction MOSFET，采用TO247封装，具有650V漏源击穿电压、64A漏极电流以及36mΩ导通电阻，栅源电压为±30V，阈值电压为3.5V，采用SJ Multi-EPI技术平台。

在充电模块前端PFC电路中，功率器件需要承受高频开关以及持续大电流工作。VBP165R64SFD凭借较低的导通电阻和较低的开关损耗，可满足高效率PFC电路对功率器件的要求。

主要优势：

低导通电阻，降低功率损耗；
较低开关损耗，适合高频PFC工作；
650V耐压能力，满足高压输入应用；
TO247封装，适用于大功率散热设计。

主要应用：

20kW/30kW快充模块、AC/DC高效率转换系统以及商用新能源汽车充电设备。

2. 高压SiC主开关方案——赋能800V超充平台

推荐型号：VBL712MC100K

应用模块：高压SiC主开关

VBL712MC100K是一款1200V SiC MOSFET，采用TO263-7L-HV封装，额定漏极电流达到100A，导通电阻仅为15mΩ，栅源驱动电压范围为-10V/+20V，阈值电压为2~4.5V。

随着800V新能源汽车平台快速普及，充电系统对高压、高频和高效率功率器件的需求不断提升。相比传统硅基器件，SiC MOSFET更加适合高压、高频工作环境，可进一步降低系统开关损耗并提升功率密度。

VBL712MC100K可应用于超充模块、高压DC/DC转换以及高功率充电系统。

主要优势：

1200V高耐压，满足高压充电平台需求；
15mΩ低导通电阻，有助于降低导通损耗；
适合高频开关工作，降低系统开关损耗；
有助于减小散热系统体积，提高充电模块功率密度。

3. LLC DC/DC转换方案——满足800V平台能量转换需求

推荐型号：VBP112MI75

应用模块：LLC DC/DC

VBP112MI75是一款1200V IGBT+FRD器件，采用TO247封装，额定集电极电流达到75A，VCE为1200V，VCEsat@15V为1.55V，栅极驱动电压为±30V，阈值电压为5.5V，采用FS技术。

LLC谐振转换是大功率充电模块中的重要拓扑，对功率器件的耐压能力、导通特性以及可靠性具有较高要求。

VBP112MI75采用IGBT+FRD组合结构，可应用于800V充电平台、大功率DC/DC模块以及商用新能源汽车充电设备。

主要优势：

1200V高耐压能力；
1.55V低饱和压降；
IGBT+FRD集成方案，简化功率级设计；
适合大功率LLC谐振转换应用。

4. V2G双向DC/DC方案——支持新能源汽车能源互联

推荐型号：VBGQT1600

应用模块：双向DC/DC、V2G系统

VBGQT1600是一款60V低压大电流MOSFET，采用TOLL封装，额定漏极电流达到480A，导通电阻仅为0.48mΩ，栅源电压为±20V，阈值电压为3V，采用SGT技术。

未来充电桩不仅是新能源汽车的能源输入设备，也将逐步成为连接新能源汽车、电网与储能系统的重要能源节点。

在V2G系统中，双向DC/DC需要频繁进行能量双向传输，对功率器件的导通损耗和电流能力提出较高要求。VBGQT1600凭借0.48mΩ超低导通电阻和480A大电流能力，适合高电流双向DC/DC应用。

主要应用：

V2G双向充放电系统、电池储能系统以及低压大电流DC/DC转换。

通过V2G技术，新能源汽车未来可参与削峰填谷、电网辅助调节以及分布式能源管理，进一步提升新能源汽车动力电池的能源利用价值。

5. 辅助电源方案——高频化、小型化设计

推荐型号：VBQE165A20S

应用模块：辅助电源、高频电源

VBQE165A20S是一款650V GaN HEMT，采用DFN8×8封装，额定漏极电流为20A，RDS(on)为130mΩ，栅源电压范围为-1.5~7V，阈值电压为1.5V，采用E-MODE技术。

充电桩内部包含控制系统、通信模块、显示模块以及各种辅助控制电路，这些系统都需要稳定、高效的辅助电源。

GaN器件具有高频开关优势，可以帮助辅助电源进一步提高工作频率，在保证转换效率的同时缩小磁性器件和电源系统体积。

VBQE165A20S适用于辅助AC/DC电源、高频电源模块以及智能充电终端。

主要优势：

650V耐压能力；
高频开关能力强；
有利于缩小电源体积；
适合高效率、高功率密度辅助电源设计。

6. 输出保护方案——保障充电安全可靠

推荐型号：VBGQA1802

应用模块：充电输出保护

VBGQA1802是一款80V低阻大电流MOSFET，采用DFN8(5×6)封装，额定漏极电流达到180A，RDS(on)仅为1.9mΩ，栅源电压为±20V，阈值电压为3V，采用SGT技术。

充电枪输出端直接连接新能源汽车动力电池，对充电过程中的过流、短路以及异常状态响应速度具有较高要求。

VBGQA1802采用低阻大电流MOSFET设计，可以有效降低输出端导通损耗，并兼顾较高的电流承载能力和紧凑封装尺寸。

主要优势：

1.9mΩ低导通电阻，降低输出损耗；
180A大电流能力，满足高电流充电需求；
DFN8(5×6)紧凑封装，有利于PCB空间优化；
适合快速输出保护及开关控制。

主要应用：

充电接口保护、输出开关控制以及低压大电流保护等应用。

通过合理选择功率MOSFET，可以进一步提升充电输出端的效率和可靠性，为新能源汽车充电过程提供更加稳定的功率保护。

三、VBsemi充电桩功率器件方案总结

从交流输入PFC，到高压SiC主开关、LLC DC/DC，再到V2G双向DC/DC、辅助电源和充电输出保护，VBsemi针对电动汽车充电桩不同功率等级和功能模块，形成了覆盖MOSFET、SiC MOSFET、IGBT+FRD以及GaN HEMT的多技术路线产品组合。

其中，VBP165R64SFD面向快充模块PFC；VBL712MC100K面向1200V高压SiC及800V超充系统；VBP112MI75面向800V平台LLC DC/DC；VBGQT1600面向V2G双向DC/DC；VBQE165A20S面向高频辅助电源；VBGQA1802则面向充电输出保护。