芯干线电动两轮车之充电机系列方案

1 电动两轮车——主流出行方式

电动两轮车是目前主流、广泛普及的出行方式，主要分为如下三类：电动自行车、电动轻便摩托车和电动摩托车。其中电动自行车作为一种既低碳又便捷的短途出行工具，广泛应用于个人出行、外卖配送以及共享出行等领域。

据统计，2023年底国内电动两轮车保有量突破4亿台，超过汽车的3.1亿。

2 充电机的优化迫在眉睫

随着电动两轮车数量的不断增长，频繁出现的充电起火事故却令人担忧，多个省份均已明确禁止电动车进电梯、进楼等相关政策。室外充电的需求越来越多，防尘防水显得尤为重要，传统方案的防尘、防水等级往往会带来充电机体积的大幅度增加，大大降低充电机的便携性。

随着人们对短途出行的需求越来越高，对电动自行车的性能要求也越来越高，充电速度慢、充电效率低、续航能力短、安全性弱等成了用户最大的痛点。

针对这些痛点，市场上已经出现了一些解决方案，如智能充电站、快速充电技术等。随着技术的不断进步和市场的不断发展，相信这些痛点也将逐步得到解决。因此，对于电动两轮车充电机厂商来说，需要不断创新和提升产品品质，以满足消费者的需求，并在竞争中脱颖而出。

3 芯干线科技电动两轮车充电机方案

芯干线科技作为第三代功率半导体器件的先行者，一直专注在服务未来电源科技领域。公司针对电动两轮车传统充电机体积大、速度慢、效率低、不防水等痛点，利用第三代功率半导体技术推出了多种创新实用方案，能够精准解决当下电动两轮车充电机的充电速度慢、效率低、体积大等问题，以满足不同客户需求。

芯干线核心方案

方案特性

以500W充电机为例，充电机在PFC升压开关管和LLC开关管中使用芯干线氮化镓器件，型号为X3G6509B8，PFC升压整流管采用XD6506F8碳化硅二极管。外观尺寸仅为160x50x40mm，最大程度地减小了体积，同时，功率密度达到了惊人的1.5625W/cm^3，其中PFC级的开关频率为 100K ，LLC级的开关频率为 250K。

芯干线第三代半导体功率器件的使用，有效降低损耗，提升转换效率，极大的改善了大功率开关电源产品的使用体验。

方案优势

第三代半导体材料如氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)具有极高的工作温度和击穿电压，能够在极端环境下工作，适用于高压和高功率应用, 具有高电子迁移率和低电阻，使得第三代半导体器件能够支持更高的操作频率，适用于高速通信、雷达和卫星通信等领域, 能够实现更高的电流密度和功率输出，适用于需要高功率密度的应用，如新能源汽车和5G通信，具有较强的抗辐射性能，适用于军事和空间等特殊领域, 具有较高的电子饱和漂移速率和键合能，能够快速传输电子，降低功耗。

除了电学特性外，第三代半导体的光学性能也非常优越，能够发挥出高效率的光电转换效果, 具有更高的热稳定性、电化学稳定性和较低的漏电流，使得第三代半导体器件更可靠耐用。

所以，充电机中芯干线第三代半导体功率器件的应用，显著降低了电源的散热要求、缩减了电源的体积、提高了充电速度、降低了功耗，并有效提高了充电机的安全性能。

方案样机测试结果

样机测试效率

@Vin=220Vac 100%负载

CH1:GaN HEMT 驱动波形

CH2:驱动器输出波形

CH3:半桥下管 Vds波形

CH4:谐振电流波形

PFC GaN HEMT Vds波形@Vin=220Vac 100%负载

辐射测试



   

芯干线科技的两轮车充电机方案非常出色，它支持多种功率充电，具备高整机效率、宽输入电压范围、辐射传导裕量足及低成本等诸多优点。

更值得一提的是，方案中使用的第三代半导体核心功率器件，均为芯干线科技自主研发量产的型号，这充分展示了公司在半导体技术领域的深厚实力。经过实际测试验证，该方案设计完全满足“新国标”规范，为用户提供了安全、高效、可靠的充电体验。这样的充电机方案，无疑将极大地推动电动两轮车行业的发展，让人们的出行更加便捷、舒适。

审核编辑：刘清