談新型降壓大電流車用 DC/DC 變換器
新型降壓大電流車用 DC/DC 變換器在新能源汽車中極為重要。它能把動力電池的高壓直流電轉(zhuǎn)成低壓直流電,給用電器供電和蓄電池充電。輸入端接動力電池高壓,輸出端連低壓用電器和蓄電池。
像迪龍新能源新發(fā)布的車載 DC/DC 變換器,采用全數(shù)字控制技術(shù),自帶 CAN 通訊,優(yōu)勢在功率密度、轉(zhuǎn)換效率和安全合規(guī)性。比如 DE3KS15-800S14RC 型號,輸入電壓 500 到 950Vdc,額定 800Vdc,最大輸入電流 5.2A,輸出電壓 12.6 到 15.4Vdc,額定 14Vdc,額定輸出電流 140A,額定輸出功率 2000W,效率≥92%,適用直流電壓范圍廣,能適配 800V 高壓平臺電動汽車動力電池,解決整車低壓用電問題,還有完善防護功能,直流輸入和輸出間隔離良好。
設計時要考慮多項技術(shù)指標,輸入輸出電壓范圍一般輸入 6 到 28V,輸出常見 5V、12V 等。輸出電流能力影響汽車電子系統(tǒng)功率需求,不同車輛選合適功率等級,乘用車常配 1.5KW、2KW,客車可能需 3KW、5KW。轉(zhuǎn)換效率很關鍵,先進的能達 90%甚至 95%以上。體積、重量和功率密度也得考慮,主流趨勢是集成來提高功率密度并減小體積。散熱方式有風冷和液冷,按系統(tǒng)需求選擇。成本要嚴格控制。還應具備工作穩(wěn)定可靠、使用壽命長、安全性高、滿足復雜運行環(huán)境、IP67 防塵防水等特點。
常見拓撲結(jié)構(gòu)有全橋 PWM 硬開關變換器、移相全橋 ZVS 變換器、LLC 變換器、雙向半橋 Buck/Boost 電路、隔離型雙向 DC/DC 變換器等。選型要根據(jù)整車低壓用電器功率核算,用電設備分連續(xù)、短時、隨機使用,不同工況和季節(jié)頻度系數(shù)和用電電流不同,夏季雨夜用電電流最大,選型要滿足并預留至少 1.2 倍額定功率。
設計、調(diào)試要嚴格參考國家標準 GB/T 20237 2021。面對新需求,核心電路設計要滿足車輛環(huán)境嚴苛要求,像對控制級電路創(chuàng)新優(yōu)化,移除冗余設計,注重大電流下高效低功耗。車用電流需求通常幾安到幾十安,Buck 型零電流開關準諧振變換器利用零電流開關技術(shù),消除寄生震蕩保穩(wěn)定。PWM 變換控制電路用滯環(huán)比較,結(jié)合濾波器去諧波實現(xiàn)電壓跟隨控制。零偏置電壓比較器應用簡化結(jié)構(gòu)提性能低功耗,兼顧效率和穩(wěn)定性。結(jié)合脈沖調(diào)制特點設計新型的,提高全負載效率,進行多種低功耗設計,優(yōu)化輕負載效率,對 IGBT 模塊零電流關斷保護,控制器的 PWM 用自反饋 PID 控制,PFM 用電壓反饋控制,最大電流達 50A。
(圖/文/攝:太平洋汽車 整理于互聯(lián)網(wǎng))
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