7kW充电桩主板是否必须用更粗的线缆和更好的散热？其PCB布局和散热设计与3.5kW有何具体不同？

• 额定电流方面，3.5kW为16A，7kW为32A，功率翻倍导致电流翻倍。

• 推荐线缆规格，3.5kW用2.5mm² BV线，按5A每mm²设计；7kW用6mm² BV线，按5.3A每mm²设计，留足温升余量。30米距离压降对比，3.5kW约8V（3.6%），7kW约6V（1.7%），7kW用更粗线反而压降更低、效率更高。

• 空开与漏保选择，3.5kW配25A C型，7kW需40A C型，考虑启动浪涌脱扣曲线更缓。接地线规格，3.5kW用2.5mm²，7kW用4mm²，按1.5倍相线降额设计故障电流耐受。

• 成本分析：7kW线缆截面积约2.4倍，但成本仅增1.8倍（铜价非线性），且压降、发热、电压跌落全面优化，长期运行更可靠。

层数与密度差异显著

• 3.5kW用2层板即可，线宽≥1mm（16A），器件间距≥2mm，手工焊接友好。

• 7kW需4层板起步，内层电源与地层，外层信号，线宽≥2mm（32A），但用铺铜加过孔阵列降阻抗，器件间距压缩至0.8mm，采用SMT加回流焊工艺。

功率回路拓扑完全不同

• 3.5kW为单级反激，变压器、整流桥、滤波电容一字排开，回路面积>10cm²，寄生电感大但电流小，EMC尚可。

• 7kW采用PFC加LLC两级，PFC电感、快恢复二极管、LLC谐振腔、同步整流MOS呈立体堆叠，回路面积<3cm²，减小di/dt辐射，抑制150kHz-30MHz传导干扰。

关键器件布局策略差异

• 继电器位置，3.5kW放板边自然散热；7kW居中放置，底部加导热垫，铝基板直连外壳，热阻从15℃每W降至3℃每W。

• 计量芯片布局，3.5kW靠近继电器线短即可；7kW设独立屏蔽舱加磁隔离，防止32A大电流磁场串扰ADC采样。

• 通信模块分区，3.5kW与功率器件混放；7kW严格分区隔离，4G天线远离LLC谐振腔，防止1MHz-1GHz辐射杂散。

热源分布与功率密度对比

• 3.5kW总损耗约150W（效率93%），继电器40W、整流桥30W、变压器50W、其他30W，功率密度0.3W每cm²，铝挤散热片自然对流即可。

• 7kW总损耗约280W（效率96%），同步整流MOS 80W、LLC电感60W、继电器50W、PFC二极管40W、其他50W，功率密度0.8W每cm²，自然对流温升>40℃，必须强制散热。

散热方案演进

• 自然对流方案，3.5kW用铝挤散热片面积200cm²；7kW不足，温升超标。

• 强制风冷方案，3.5kW可选无风扇静音版；7kW必选40mm×40mm×10mm风扇，3000RPM，噪声<35dB，成本增加15元，风扇寿命3-5万小时。

• 液冷预埋方案，3.5kW无此设计；7kW高端方案采用铝基板加微通道，导热系数>200W每m·K，成本增加80元，无噪声，寿命10年。

热仿真与实测要求

• 7kW主板设计阶段需做FloTHERM或Icepak热仿真，结温Tj<125℃（硅器件）或<175℃（SiC器件），热点温度<80℃@环境温度40℃。

• 量产前用红外热像仪全扫描，确保继电器触点、MOS D-Pad、变压器磁芯温差<15℃，避免局部过热老化。

• 传导发射抑制。7kW 32A开关电流的di/dt是3.5kW的2倍，共模电感加Y电容加X电容的滤波级数从2级增至3级，成本增加20元。
• 浪涌防护等级。7kW需4kV线-地、2kV线-线（3.5kW仅2kV/1kV），压敏电阻加气体放电管加TVS三级防护，板面积增加30%。
• 漏电流检测。7kW 32A下容性漏电流可达10mA，需B型漏电流传感器（检测平滑直流+AC）替代A型，成本增加25元，但满足GB/T 18487.1-2023新标。