越来越多的电动汽车充电站出现在高速公路、小路和车道上。随着可用性不再是一个问题，电动汽车车主开始更加关注这种设备的可靠性和充电相关的能源成本。设备供应商必须做出回应。
纯电动汽车需要变得更方便，让公众全心全意的去拥抱。工程师们将不得不设法扩大他们的工作范围和快速给空电池充电。它需要相当大的充电能力才能以如此快的速度提供如此多的能量。
家庭固定充电器的功率通常被限制在22千瓦，这是由住宅区的配电网规定的。商用充电站可以通过一个低频变压器直接连接到公共中压配电网，将功率水平提高到100千瓦或以上。在这种情况下，更多的电能意味着更快的充电。
一个固定的充电器单元通常由电力电子、控制电路、与BMS(电池管理系统)的通信和用户界面组成。电力电子器件则由两部分组成，PFC(功率因数校正)和dc/dc变换器(图1）.
三相功率因数校正
PFC调整充电器的输入电流，使其为正弦波，并与电网电压同步。图2描述三相PFC电路的一个相位。ANPFC中的“A”代表先进，表明它是中性增压PFC (NPFC)的改进型。
两个半导体开关，T13和T14，控制电流。它们可能是同步的。T13和T14共享一个共同的电源连接，所以这个变种只需要一个门驱动器和一个浮动电源。
直流+和GND之间的电压可达400V，直流+和直流-之间的输出电压总和可达800v。
ANPFC和SPFC的开关损耗和静态损耗相等，但ANPFC只有一个栅极驱动电路(驱动IC和电源)，因此模块和系统的成本更低。事实上，ANPC的效率比维也纳整流器高15%，维也纳整流器是一个众所周知和广泛使用的选项。图3比较了SFPC、ANPC、NPFC和Vienna整流器的效率。
直流/直流转换器
dc/dc变换器提供电流隔离和调整输出电压到电池电压，这是一个功能的状态电荷(SOC)。对空电池进行恒流充电，恒功率充电，恒压充电。
谐振dc/dc变换器已在电信和服务器电源中使用多年。例如，零电压开关(ZVS)移相功率变换器和LLC谐振变换器都支持零电压半导体接通，这有助于降低开关损耗和电磁干扰(EMI)。LLC谐振变换器在轻负荷下仍保持了零电压开关的优势，因此在这些条件下效率很高。这就是为什么工程师们最近在充电应用中对LLC谐振变换器产生了兴趣。
如果主变压器采用铁氧体铁芯，铁芯和绕组在开关频率为130kHz左右时工作最佳。用1200V硅酮半导体开关在合理的效率下实现这种高开关频率并不容易。虽然1200V宽带隙SiC mosfet是一种选择，但它们也远比标准硅解决方案昂贵。第二种选择成本要低得多，即使用PFC直流链路的中点，即400V到直流+和直流-，以及两个串行连接半桥(h桥)与650V mosfet或快速开关igbt。双h桥结构如图所示图4．
图5将LLC的模块效率与1200V SiC mosfet的单h桥和650V mosfet和650V igbt的双h桥进行了比较。图6展示了dc-dc变换器模块之间的成本比较。
使用650V快开关igbt的双h桥的效率与使用1200V SiC mosfet的昂贵的单h桥的效率几乎相同。
图7描述了一种三相电动汽车固定充电器的ANPFC和双h桥LLC。至少有20个大功率半导体和其他分立元件。带有离散组件的散热器总成总是会提供更少的设计余地。与此相比，电源模块具有低电感配置的优势，并具有优化的整流回路，以减少电压超调和最小化开关损耗。
更高的额定功率可以很容易地通过在模块内并联两个或更多的裸模实现。加上节省空间的PCB布局和简化的机械结构。除此之外，电源模块还提供了经过认证和预先测试的绝缘系统，确保符合相关监管标准。
