在該系統(tǒng)中，升壓轉(zhuǎn)換器為電動(dòng)汽車(chē)(EV) 中的電池充電。傳統(tǒng)的 OBC（車(chē)載充電系統(tǒng)）有一個(gè)橋式整流器來(lái)將輸入的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流，但在整流過(guò)程中，存在高導(dǎo)通，開(kāi)關(guān)損耗和發(fā)熱問(wèn)題也隨之而來(lái)。交錯(cuò)拓?fù)浔挥脕?lái)解決這個(gè)問(wèn)題。研究人員正在嘗試開(kāi)發(fā)無(wú)橋升壓轉(zhuǎn)換器。它不僅減少了傳導(dǎo)損耗，而且減少了電路中的半導(dǎo)體數(shù)量。?

無(wú)橋升壓充電器的擬議設(shè)計(jì)具有較少數(shù)量的二極管，這意味著整流二極管中的傳導(dǎo)損耗和熱問(wèn)題減少。由于集成了 CLL 諧振電路，半導(dǎo)體數(shù)量也會(huì)減少。

它的工作是當(dāng)您使用墻上輸出時(shí)，交流輸出通過(guò) PFC 運(yùn)行它，從而為您提供直流輸出，然后您將其運(yùn)行到 CLL 板中，后者將其轉(zhuǎn)換為電壓為您的 EV 和 HEV 電池充電。在汽車(chē)中運(yùn)行的 800 V 電池系統(tǒng)中，使用雙整流器，并且在其中，OBC 以不同的模式運(yùn)行。

電壓控制方式?

電流控制模式。?

在電壓控制模式下將電壓增加到所需的輸出來(lái)為電池充電。在電流控制模式下，您將能量設(shè)置為您想要為 OBC 供電的水平。一側(cè)有一個(gè) PFC 級(jí)整流器，另一側(cè)有一個(gè)有源 CLL 整流器。它是一個(gè)雙整流器耦合，可提升汽車(chē)系統(tǒng)中的電路。有一個(gè)隔離變壓器連接兩個(gè)整流器并通過(guò)800V。充電系統(tǒng)具有眾多功能，在連接兩個(gè)共享開(kāi)關(guān)方面起著舉足輕重的作用。

圖 1： 用于電動(dòng)汽車(chē)充電的板載 800V

控制原理?

通常，電流控制模式是 OBC 中使用的技術(shù)，它允許在不同的輸入電壓范圍內(nèi)產(chǎn)生高電流。在這種模式下，輸出電流與輸入電壓成正比。使用參考信號(hào)作為反饋并減少誤差信號(hào)以實(shí)現(xiàn)此目的。在傳統(tǒng)的電流控制模式下，能量和功率是標(biāo)準(zhǔn)化的。所示在控制電路中引入了乘法器，而在新方法中，電流隨仿真電阻 (Re) 而變化。壓控振蕩器控制電壓反饋的開(kāi)關(guān)頻率。OBC 在 CCM（連續(xù)傳導(dǎo)模式）下運(yùn)行。對(duì)于每個(gè)半周，使用一個(gè)電容，這意味著對(duì)于正半周，電感通過(guò) Ci1 放電，而在負(fù)半周期間，?

圖 2：電動(dòng)汽車(chē)充電轉(zhuǎn)換器

PFC 級(jí)和 LLC 轉(zhuǎn)換器?

充電系統(tǒng)將無(wú)橋轉(zhuǎn)換器與諧振電路集成在一起，以減少任何半導(dǎo)體器件的參與。CCM 整流器的存在減少了二極管的數(shù)量，主要有助于減少兩個(gè)共享開(kāi)關(guān)的傳導(dǎo)損耗。結(jié)果，它解決了二極管橋式整流器的發(fā)熱問(wèn)題。因此，PFC 級(jí)是使用超過(guò) 800 伏 SiC MOSFET 的三相半橋整流器。它從位于整流器正對(duì)面的插座接受 190 伏到 265 伏的交流輸入。它通過(guò)您的三個(gè)半橋整流器將其轉(zhuǎn)換為 800 伏的直流輸出。OBC 的第二階段是 LLC 轉(zhuǎn)換器。這使用帶有我們 800 伏 SiC MOSFET 的全橋初級(jí)功率級(jí)。然后通過(guò)諧振槽，?

帶有 AC-DC 升壓轉(zhuǎn)換器的 EV 和 HEV 電池?

此階段的輸出電壓為 200 伏至 450 伏，具體取決于您的 EV（電動(dòng)汽車(chē)）和 HEV（混合動(dòng)力 EV）電池。分成幾個(gè)較小的板，它需要選項(xiàng)和很少的修改，來(lái)測(cè)試不同的諧振，通過(guò)這個(gè)，它還可以改變 CLL 整流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

轉(zhuǎn)換器中放置了一些磁性元件，它們通常較重。轉(zhuǎn)換器中放置了許多耦合電感以減小其尺寸和重量。沒(méi)有采用復(fù)雜的平衡方案，因?yàn)槲覀兺ㄟ^(guò)使用磁力在輸出級(jí)中使用有源整流器。借助輸出直流電壓和通過(guò)頻率控制使用的 AC-DC 升壓轉(zhuǎn)換器，可以輕松找到轉(zhuǎn)換器模塊。?

圖 3：800V 轉(zhuǎn)換器原型 電動(dòng)汽車(chē)充電

分析與結(jié)論?

諧振電路非常復(fù)雜，使用了150nF的諧振電容，800伏的全電壓電源用于高效運(yùn)行軌道并產(chǎn)生波狀波紋。通過(guò)電路中跟隨的正弦輸入電流，可以獲得低 THD（總失真諧波）。SiC 和 MOSFET 開(kāi)關(guān)的操作使用軟開(kāi)關(guān)方法。整個(gè)雙整流器中使用的轉(zhuǎn)換器的效率估計(jì)為96.5%，開(kāi)關(guān)之間使用的頻率為60,000Hz，足以讓汽車(chē)更好地運(yùn)行。系統(tǒng)中使用的轉(zhuǎn)換器減少了二極管的數(shù)量，并使用了新的 PFC 整流器，這是一種無(wú)橋升壓。通過(guò)諧振變換器和無(wú)橋電路的集成，也減少了開(kāi)關(guān)的數(shù)量。

轉(zhuǎn)向電動(dòng)汽車(chē)和全地形車(chē)電池以減少污染對(duì)汽車(chē)制造商和消費(fèi)者都很有吸引力，從而促進(jìn)了電動(dòng)汽車(chē)的快速增長(zhǎng)。像基于碳化硅的 OBC 系統(tǒng)可以提高效率并減少汽車(chē)中的炸彈含量。?

審核編輯 黃昊宇