電動(dòng)汽車的電源轉(zhuǎn)換

主DC-DC轉(zhuǎn)換電源IC將直流電源從車載200-800V高壓電池轉(zhuǎn)換為較低的直流電壓（48V或12V），為前大燈，車內(nèi)燈，雨刮器和車窗電機(jī)，風(fēng)扇，泵以及電動(dòng)汽車（EV）和混合動(dòng)力汽車（HEV）中的許多其他系統(tǒng)供電。這種高電壓到低壓（HV-LV）直流-直流轉(zhuǎn)換電源IC通常被稱為輔助DC-DC或輔助電源模塊（APM）。隔離對(duì)于將控制系統(tǒng)與高壓域分離至關(guān)重要。

 

業(yè)界領(lǐng)先的隔離，適用于高功率、高效率DC-DC轉(zhuǎn)換電源IC

為什么隔離在輔助電源模塊中至關(guān)重要

在中等至重負(fù)載下，APM 可能在 2 至 3 kW 范圍內(nèi)，預(yù)期效率在 92-95% 范圍內(nèi)。低壓側(cè)的回路/接地通常連接到車輛底盤(pán)，因此為了安全以及LV控制器的保護(hù)，低壓側(cè)和高壓側(cè)之間需要電流隔離。轉(zhuǎn)換器的高壓輸入和低壓輸出之間的隔離是使用變壓器實(shí)現(xiàn)的。開(kāi)關(guān)頻率可以相對(duì)較高（例如100 kHz），以保持變壓器磁性尺寸最小。

在混合動(dòng)力汽車（HEV）等一些應(yīng)用中，dc-dc可以反向運(yùn)行，以將功率從12 V域提升到48 V或HV域，以協(xié)助啟動(dòng)或提供備用電源。

所描述的APM在變壓器的高壓初級(jí)側(cè)使用全橋，在變壓器的低壓次級(jí)側(cè)使用全橋同步整流器。高壓開(kāi)關(guān)通常采用快速I(mǎi)GBT（如圖所示）或高壓碳化硅（SiC）MOSFET;變壓器初級(jí)側(cè)的高壓開(kāi)關(guān)需要隔離式柵極驅(qū)動(dòng)IC。這些開(kāi)關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)器使用隔離式柵極驅(qū)動(dòng)器，最新的DC-DC轉(zhuǎn)換電源IC采用SiC MOSFET實(shí)現(xiàn)，以提高功率密度并減小尺寸。

轉(zhuǎn)換器可以是單向的，僅從高壓域向低壓域供電，也可以是雙向的。單向DC-DC可以使用二極管代替低壓側(cè)的開(kāi)關(guān)，而雙向模塊則需要開(kāi)關(guān)。然而，低壓開(kāi)關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)器通常不需要隔離。

APM控制器還需要檢測(cè)轉(zhuǎn)換器的輸入和輸出電壓，以提供閉環(huán)控制。隔離式電壓傳感器非常適合此目的。

整個(gè)系統(tǒng)可以通過(guò)CAN（圖中的“通信”）等汽車總線進(jìn)行監(jiān)控和控制。CAN與數(shù)字隔離器和集成DC-DC轉(zhuǎn)換電源IC的數(shù)字隔離器隔離。

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