電壓型全橋DC-DC變換器介紹

電池驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方面，DC-DC變換器的選擇至關(guān)重要。最合適的DC-DC變換器才能滿(mǎn)足電池分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的需求。

隔離電壓型DC-DC變換器

隔離電壓型的DC-DC變換器是目前比較常見(jiàn)的變換器類(lèi)型之一，這一大類(lèi)型中又可以分為半橋、全橋兩種小分類(lèi)，下面我們來(lái)分別進(jìn)行介紹。

首先來(lái)看電壓型半橋DC-DC變換器。半橋變換器具有電路簡(jiǎn)單，而且與推挽和全橋相比，可利用輸入電容的充、放電特性自動(dòng)調(diào)整兩個(gè)輸入電容上的電壓，使變壓器在工作周期的正、負(fù)半周伏-秒平衡，因此在中大功率范圍內(nèi)受到青睞。

電壓型全橋DC-DC變換器

在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，這種變換器具有開(kāi)關(guān)管器件電壓應(yīng)力、電流應(yīng)力較小，高頻功率變壓器的利用率高等優(yōu)點(diǎn)。而且全橋DC-DC變換器適合做軟開(kāi)關(guān)管控制，減小變換器中的開(kāi)關(guān)管損耗提高轉(zhuǎn)化效率。

三相全橋DC-DC變換器結(jié)構(gòu)，三相的結(jié)構(gòu)將電流、損耗均分到每相中，適合大功率DC-DC變換。同時(shí)三相全橋中的開(kāi)關(guān)管也可以獲得軟開(kāi)關(guān)管工作條件。可以說(shuō)，電壓型的DC-DC變換器是非常適合電動(dòng)汽車(chē)電池的分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行選用的。

隔離電流型DC-DC變換器

在介紹了隔離電壓型DC-DC變換器的兩種常見(jiàn)類(lèi)型和特點(diǎn)后，接下來(lái)我們來(lái)看一下隔離電流型DC-DC變換器的特點(diǎn)和應(yīng)用情況。與電壓型DC-DC變換器一樣，隔離電流型變換器也同樣在結(jié)構(gòu)上分為全橋和半橋兩種。

因?yàn)樵谌魏螘r(shí)刻，兩個(gè)開(kāi)關(guān)管必須保證有一個(gè)開(kāi)關(guān)管是導(dǎo)通的，即開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通占空比不能小于0.5，導(dǎo)致兩個(gè)輸入電感總是有一個(gè)處于充電狀態(tài)，輸入電流總是大于零，這意味著系統(tǒng)有一個(gè)最低輸出功率的限制。

工程師設(shè)計(jì)一款直流/直流變換器，需要充分考慮的主要技術(shù)指標(biāo)有：

1、輸入輸出電壓范圍：這指的是直流/直流變換器能夠接受的輸入電壓和輸出電壓的范圍。通常，輸入電壓范圍在6V至28V之間，而輸出電壓范圍則根據(jù)具體的應(yīng)用需求來(lái)確定，常見(jiàn)的有5V、12V、19.2V、24V、36V、48V等。

2、輸出電流能力：這指的是直流/直流變換器能夠提供的最大輸出電流。這個(gè)指標(biāo)直接影響到汽車(chē)電子系統(tǒng)的功率需求。

3、功率等級(jí)：不同等級(jí)的車(chē)輛在配置上可能存在很大的差異，這會(huì)導(dǎo)致14V系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)功率需求發(fā)生變化。因此，需要根據(jù)車(chē)輛等級(jí)選擇合適的功率等級(jí)的DC/DC變換器。例如，乘用車(chē)通常匹配1.5KW-2KW的DC/DC變換器，而客車(chē)可能需要3KW-5KW的大功率DC/DC變換器。

4、轉(zhuǎn)換效率：這是DC/DC變換器的一個(gè)重要指標(biāo)，它決定了汽車(chē)電力能源的利用率，同時(shí)也影響整個(gè)部件的散熱方式和使用壽命。目前，一些先進(jìn)的DC/DC變換器，轉(zhuǎn)換效率普遍達(dá)到了90%以上，部分產(chǎn)品甚至達(dá)到了95%。

5、體積、重量和功率密度：由于電動(dòng)汽車(chē)的整體空間有限，因此DC/DC變換器的體積越小、功率密度越高，對(duì)整車(chē)空間的節(jié)約越有利。目前，主流的設(shè)計(jì)趨勢(shì)是將DC/DC變換器與其他部件進(jìn)行集成，以提高功率密度并減少體積。

6、散熱方式：同大部分功率電子部件一樣，DC/DC變換器在功率2KW左右的等級(jí)上，有主動(dòng)風(fēng)冷和液冷兩種散熱方式。選擇哪種散熱方式取決于系統(tǒng)的具體需求和設(shè)計(jì)。

7、成本：考慮到汽車(chē)部件的成本要求非常嚴(yán)格，因此在設(shè)計(jì)DC/DC變換器時(shí)，需要充分考慮到成本因素，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

此外，DC/DC變換器還兼?zhèn)涔ぷ鞣€(wěn)定可靠、使用壽命長(zhǎng)、安全性高等特點(diǎn)，以滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)對(duì)部件性能的高要求。同時(shí)，它還應(yīng)滿(mǎn)足整車(chē)復(fù)雜運(yùn)行環(huán)境的需求，并具備IP67的防塵防水性能。