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电动汽车DC-DC转换器测试


  来源: 科电 电子测量系统及设备部 时间:2021-10-18 编辑:清风
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车,配上边上靠着的美女,变成了香车,让人“来电”,不论是燃油车时代还是新能源,电到你,是车企永远不变的主题。


在新能源汽车和智能电网的应用中,不单是从电网到新能源汽车的能量转换,也往往都会需要从汽车到电网的能量传输(V2G),此外就是在混能中的充放电转换。而在能量转换的过程中,担当重要角色的DC-DC转换器就成了充电接口和电池的主要模块。



DC-DC 转换器,作为电动汽动力系统中很重要的一部分,它的一类重要作用是为动力转向系统,空调以及其他辅助设备提供所需的电力。另一类,是出现在复合电源系统中,与超级电容串联,起到调节电源输出,稳定母线电压的作用。


电动汽车的内部电气系统模块图


今天的主题围绕DCDC的分类和工作原理展开~


1、DCDC——“隔离与非隔离”


提到DCDC,首当其冲,我们要说说隔离和非隔离。


这里的隔离,不是居家隔离,而是电气隔离。


电气隔离,就是将电源与用电回路作电气上的隔离,即将用电的分支电路与整个电气系统隔离,使之成为一个在电气上被隔离的、独立的不接地安全系统,以防止在裸露导体故障带电情况下发生间接触电危险。实现电气隔离以后,两个电路之间没有电气上的直接联系。即,两个电路之间是相互绝缘的。同时还要保证两个电路维持能量传输的关系。电气隔离的作用主要是减少两个不同的电路之间的相互干扰,降低噪声。


非隔离双向DCDC,结构比较简单,每个部件都是直接相连,没有额外的能量损失,工作效率比较髙。对升压侧的电容要求比较高。主要的非隔离DCDC电路结构有双向半桥boost-buck电路,双向buck-boost电路,双向buck电路,双向Zate-Sepic电路,如下图所示。



隔离型双向DCDC,在非隔离型双向DCDC转换器的基础上加上一个高频变压器就构成了隔离型双向DCDC转换器,高频变压器两侧的电路拓扑可以是全桥式、半桥式、推挽式等等。这几种隔离型的双向DCDC转换器,采用了更多的功率开关,电压变比大,带电气隔离等优点。但是这类DCDC转换器结构复杂,成本也相对较高,转换器的损耗高,低频时会导致隔离变压器铁芯饱和,损耗会进一步增加。因此,非隔离型双向DCDC转换器比隔离型在电动汽车上运用更具有优势。



2、DCDC ——“系统三部分”


主电路


又叫做功率模块,是整个DCDC的主体。一个典型的全桥型 DCDC 变换器主电路拓扑如下图所示。



驱动模块


对于控制芯片输出的四路 PWM 驱动信号来说,并不能直接驱动四个功率开关管。所以,一般来说,开关电源是需要配套一个驱动电路来驱动功率开关管。驱动电路主要有以下三种:


1、直接耦合型:控制芯片的每一路输出 PWM 驱动信号经过由两个三极管组成的放大电路来驱动功率开关管。此种方法无法实现控制部分与主电路的隔离。


2、脉冲变压器耦合型驱动电路:此电路是在直接耦合型的基础上加上了一个脉冲变压器,实现了控制电路与主电路的隔离。但是这种结构的缺点是,涉及到变压器的设计、制作等方面,比较复杂。


关键词:电动汽车 DC-DC转换器 测试 EA    浏览量:10091

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