新国标直流快充落地深度解析PFC模块中的电流传感技术

来源：BOB.COM    发布时间：2025-11-05 07:29:50

  2025年8月1日，起关于新能源汽车及其充电桩的两大标准《电动汽车供电设施安全要求》（GB 39752—2024）和《电动汽车传导充电系统安全要求》（GB 44263—2024）开始实施。新标准的实施将逐步提升电动汽车供电设备和充电系统的安全水平，保障电动汽车用户生命财产安全。本文仅就600KW以上直流充电桩中的PFC模块电流检测应用问题进行探讨。

  直流快充（DC Fast Charging）是电动汽车充电技术中的一种高效充电方式，能在极短的时间内为车辆补充大量电能，明显提升充电效率，其原理是将交流电转换为高压直流电（通常300-900V），绕开车载充电OBC，直接输送到电动汽车的动力电池组。现在市面上超快充桩（如 480kW、600kW）甚至能实现 “充电 5 分钟，续航 200 公里”，大幅度缩短充电时间。

  1、功率变换模块：作用是将电网输入的交流电转换为电池所需的高压直流电，是实现快充的核心动力源。

  2、控制系统：协调充电桩各模块工作，与车辆 BMS（电池管理系统）通讯，动态调整输出电压、电流，确保充电安全与效率。

  3、散热系统：高功率快充时，功率模块会产生大量热量（如 600kW 充电桩每小时散热需求可达数十千瓦），温度过高会导致器件损坏。400KW以上超充桩采用水冷为主的液冷散热器。

  · 输入侧：断路器（过载 / 短路保护）、防雷模块（防止雷击损坏设备）、漏电保护器（保障人员安全）。

  · 输出侧：直流接触器（快速切断输出，故障时保护电池）、电压 / 电流传感器（实时监测输出状态）。

  在超充桩的功率变换模块中，电源模块是实现电能转换与功率输出的核心单元，直接决定了超充桩的功率等级、转换效率和稳定能力。它通常以模块化设计存在，例如600kW桩往往由多个100-150kW模块并联组成，通过组合实现超高功率输出（如 480kW、600kW 甚至 1000kW 以上）。

  在超充桩的整流单元中，PFC（Power Factor Correction，功率因数校正） 是核心技术之一，其作用是改善电网输入电流的波形，提高功率因数，减少对电网的谐波污染，同时提升电能转换效率。其性能直接影响超充桩与电网的兼容性、运行效率和功率稳定性。超充桩中常用的 PFC 技术分为无源 PFC和有源 PFC，其中有源 PFC 因性能优势成为主流，无缘PFC几乎不存在于超充中。

  在 PFC电路中，电流检测是通过实时采集输入电流，为控制芯片提供反馈信号，确保输入电流波形跟随电压波形呈正弦曲线，以此来实现高功率因数和低谐波。

  1. 波形跟踪：使输入电流波形与输入电压波形同相位（正弦化），确保功率因数接近 1。

  2. 限流保护：实时监测电流峰值或有效值，防止电路因过流（如负载突变、短路）损坏。

  3. 谐波抑制：通过精确检测电流畸变，调整开关器件的控制策略，降低总谐波畸变率（THD）。

  ·电感电流：在 Boost 型 PFC（超充桩主流拓扑）中，电感是储能核心，其电流变化直接反映能量转换状态，是控制开关管导通 / 关断的关键依据。

  ·直流侧电流：部分场景下需检测 PFC 输出的直流电流，用于过流保护或功率闭环控制。

  根据检测元件的不同，PFC 电流检测大致上可以分为电阻采样、电流互感器、霍尔传感器三类，以下是三类方案的对比：

  PFC 电流检测是 “波形校正” 和 “系统保护” 的双重核心。新国标下，电阻采样因其易产生功率损耗，发热明显等问题已不大适合超充；电流互感器（CT）需补偿电路或与其他检测方式结合，才能够完全满足新国标对充电效率和电能质量的要求；霍尔电流传感器契合新国标要求，是较优选择。其电气隔离、高频特性好，精度和线性度满足功率优化与安全保护需求，可胜任 800A 大电流及高频开关电路检测。

  AN3V PB35/55系列，是芯森电子专为大电流检测场景精心打造、全新量产的开环霍尔电流传感器产品。

  该系列产品精准聚焦电源、光伏、储能等行业领域，深度契合这些领域对电流测量所提出的高可靠性与高

  一致性的严苛需求。AN3V系列新品最重要的包含AN3V PB35/PB55等多个型号，覆盖从80A到200A的额定测量范围。不仅保证了测量精度，还大幅度的提高了动态测量范围，可靠性提升，线性度优异。

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