電動(dòng)汽車(chē)主直流-直流轉換電源IC
電動(dòng)汽車(chē)的電源轉換
主DC-DC轉換電源IC將直流電源從車(chē)載200-800V高壓電池轉換為較低的直流電壓(48V或12V),為前大燈,車(chē)內燈,雨刮器和車(chē)窗電機,風(fēng)扇,泵以及電動(dòng)汽車(chē)(EV)和混合動(dòng)力汽車(chē)(HEV)中的許多其他系統供電。這種高電壓到低壓(HV-LV)直流-直流轉換電源IC通常被稱(chēng)為輔助DC-DC或輔助電源模塊(APM)。隔離對于將控制系統與高壓域分離至關(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
在中等至重負載下,APM 可能在 2 至 3 kW 范圍內,預期效率在 92-95% 范圍內。低壓側的回路/接地通常連接到車(chē)輛底盤(pán),因此為了安全以及LV控制器的保護,低壓側和高壓側之間需要電流隔離。轉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)現的。開(kāi)關(guān)頻率可以相對較高(例如100 kHz),以保持變壓器磁性尺寸最小。
在混合動(dòng)力汽車(chē)(HEV)等一些應用中,dc-dc可以反向運行,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側使用全橋,在變壓器的低壓次級側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;變壓器初級側的高壓開(kāi)關(guān)需要隔離式柵極驅動(dòng)IC。這些開(kāi)關(guān)的柵極驅動(dòng)器使用隔離式柵極驅動(dòng)器,最新的DC-DC轉換電源IC采用SiC MOSFET實(shí)現,以提高功率密度并減小尺寸。
轉換器可以是單向的,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)的柵極驅動(dòng)器通常不需要隔離。
APM控制器還需要檢測轉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)系統可以通過(guò)CAN(圖中的“通信”)等汽車(chē)總線(xiàn)進(jìn)行監控和控制。CAN與數字隔離器和集成DC-DC轉換電源IC的數字隔離器隔離。
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