前言

充电头网拿到了昕致微推出的一款碳化硅充电器方案,该方案面向 48V/60V 电池组充电应用打造,支持 AC 180V~264V 输入,输出覆盖 56V、72V,输出电流为 3A,整机效率最高可达 90.6%。

这套方案在主功率器件上采用了昕致微自家的 SiC MOS 管与 SiC 整流二极管,结合隔离式电源架构与多重功能设计,不仅实现了锂电、铅酸双体系兼容,满足 48V、60V 锂电池组恒压恒流充电需求,也兼顾了效率、发热、稳定性与扩展能力,整体更接近一套面向电动自行车应用的完整参考方案。

昕致微XG-SIC-LI5672V3A_V1.1碳化硅充电器方案介绍

首先从这款方案的外观来看,其采用开放式 PCB 电源板设计,器件分区清晰,板子中间是一颗体积较大的高频变压器,两侧围绕布置输入滤波、电解电容、输出滤波等器件,典型的隔离式充电电源方案特征比较明显。

该方案采用两脚交流插头作为输入端,采用三芯电源接口作为输出端。

该方案上手一览,体积大小一目了然。经实测,该方案三维尺寸为 115.06x65.61x41.33mm,连同配套线缆的总重量约为 329.4g。

昕致微XG-SIC-LI5672V3A_V1.1碳化硅充电器方案解析

将方案底部的金属散热板拆下,可以看到散热板通过铜柱与主板固定。同时在发热量巨大的 SiC 开关管与二极管等功率器件位置处还能看到预贴的导热硅胶垫,进一步强化整个方案的热管理能力,有助于提升系统稳定性。

接下来看 PCBA主板,板子左侧为交流输入端,已经直接引出了 AC 电源线;右侧为充电输出端。

板上中间设有大尺寸变压器,也能说明这是一套隔离式开关电源充电方案。输入侧可以看到大电解电容、共模电感、薄膜电容和压敏/安规相关器件,在前端滤波和浪涌抑制方面配置完善;输出侧则布置了多颗电解电容,用于完成次级整流滤波和输出稳定。

另外,板子右上区域还能看到 FAN 接口、NTC 接口以及指示灯位置,这也说明这套方案预留了较好的外围扩展能力。前者可用于风扇散热控制,后者可用于温度检测与保护,结合数码管显示和通讯能力来看,这款方案后续不仅可以做成基础充电器,也有进一步延伸到带温控、带显示、带通讯的智能充电器的能力。

从背面元器件布局来看,该方案采用了清晰的初次级分区设计,右侧为初级高压侧,左侧为次级低压侧,中间预留大面积绝缘隔离带,两侧通过光耦实现反馈信号传输。

右侧设有电源主控芯片、整流桥、SiC开关管、快恢复二极管等元器件;左侧设有主控MCU、SiC开关管、二极管、线性稳压器、快恢复二极管、三极管等元器件。

其中初级侧主开关、次级侧功率开关,还有整流管均采用昕致微 SiC 器件,覆盖了充电器主功率回路的核心节点。对于两轮车充电器这类对效率、温升与可靠性都有较高要求的应用而言,能有效降低损耗、改善发热,并为整机小型化和高性能设计提供支撑。

充电头网解析了解到,该方案 SiC MOS管来自 NEXIC昕致微,型号NKB180P065D31,耐压750V,导通电阻为136mΩ,采用TO252封装。

NKB180P065D31静态特性参数

开启功耗

关闭功耗

NKB180P065D31安装在该方案中进行负载3A测试验证波形。开启功率最大点为23.335W,关闭功率最大点为1.141KW。

整机效率在 AC200V、220V、240V 输入时分别达到 89.93%、90.38%、90.68%,整体效率维持在 90% 左右,并且随着输入电压提升还呈现小幅上升趋势,能量转换表现优异。

整流桥来自XUMAO旭茂微,型号MSB610,耐压1000V,电流6A,采用MSB 封装。

开关电源主控芯片特写,丝印被打磨,看不出具体型号,在这款 SiC 充电器方案中承担核心控制作用。

旁边的快恢复二极管特写,来自R+O宏嘉诚,型号US5MC,耐压1000V,电流5A,反向恢复时间为75ns,采用SMC 封装。

光耦来自亿光,型号EL1019,用于初次级之间隔离通信。

次级侧的另一颗SiC MOS管同样来自 NEXIC昕致微,型号NKB125P065D31,耐压650V,导通电阻为125mΩ,采用TO252封装。

SiC 整流二极管来自 NEXIC昕致微,型号NJB10P065C11,反向耐压650V,额定电流10A,采用TO252封装。

主控MCU采用来自STC深圳国芯人工智能有限公司的STC8H3K64S2-45I-TSSOP20,这是一款宽电压/高速/高可靠/低功耗/强抗静电/较强抗干扰的新一代 8051 单片机,采用TSSOP20封装。

LDO线性稳压器来自UMW友台半导体,型号78L05-300,这是输出固定电压的小电流稳压双极型集成电路,采用SOT-89-3封装,用于为MCU供电。

另一颗快恢复二极管来自GOODWORK固得沃克,型号为US2G-SMB,采用SMA封装。

用于浪涌/过压保护的 TVS 管丝印5L0P。

双路运算放大器来自JSMSEMI杰盛微,型号LM358,该芯片内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器,适合于电源电压范围很宽的单电源使用,也适用于双电源工作模式,采用SOP8封装。

两颗三极管丝印KNM,实际型号MMDT5451,集成了一个NPN和一个PNP晶体管,支持0.2A电流、耐压高达160V,采用SOT-363封装。

充电头网总结

昕致微这款碳化硅充电器方案围绕 48V/60V 电池组充电应用打造,支持 AC 180V~264V 输入,输出覆盖 56V、72V,输出电流为 3A,整机效率可达 90.6%。方案采用昕致微自家的 SiC MOS 管与 SiC 整流二极管,在提升效率的同时,也兼顾了发热、EMI 以及整机稳定性表现。

昕致微这套 48/60V 锂电铅酸双兼容SiC充电方案,精准切中了新国标时代电动自行车充电器在安全、效率与兼容性方面的升级需求。它不仅能有效解决铅酸与锂电平台不兼容的行业难题,更通过碳化硅技术的下沉应用,重新定义了电动自行车充电器的性能天花板。随着2025年12月1日起旧国标车型销售全面停止,这类高技术含量的合规产品将成为市场的主力军。