经营范围: 电动汽车电源转换器 SMT焊接 直插 大功率车载充电机 车载模拟报警器等
设为首页 收藏本站 联系我们
新闻资讯
联系我们
地址:石家庄天山科技园1号楼5单元404室
邮编:052100
电话:13831138626
传真:0311-87319876
邮箱:83992277@163.com
QQ客服:河北极特电子QQ客服
   您现在的位置:网站首页 > 公司新闻
DC-DC电源转换器
添加:2020-3-30 9:40:48    游览:970

    DC/DC 电源转换器,作为电动汽动力系统中很重要的一部分,它的一类重要功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。

1 DCDC分类和工作原理

1.1 隔离型和非隔离型

什么是电气隔离?

百度来的一段话: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。

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。

DC-DC主板主要有三个组成分

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

 Vin为输入电压,需要通过DCDC回路,在输出端得到一个需要的输出电压。原边开关电路,将输入电流调制成矩形波,这个过程主要依靠控制器调制特定占空比的PWM波,用以驱动四个开关管按照既定的顺序和时间开闭,从而实现电流逆变过程。原边输入电压可以通过占空比调节,占空比增加输出电压也增加,占空比减小输出电压减小。频率则可以通过调节开关频率调节。T1位变压器,变比你n。变压器既可以实现电气隔离,又可以起到电压调节的作用。一个固定的原边线圈匝数,副边改变匝数,即可得到不同的电压等级。变压器的输入,是经过左侧全桥电路逆变得到的脉冲矩形波,传递到变压器的副边,得到的是另一个电压幅值的交流正弦波。经过DR1和DR2整流以后,再经由Cf和Rl滤波处理,得到直流电,提供给输出端。

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。驱动电路种类很多,主要由以下三种:

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。

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。

驱动芯片的驱动电路:为了更加方便地来驱动功率开关管,很多公司研制出驱动芯片,驱动芯片可以输出较大的功率,驱动开关管,而且随着芯片的小型化发展,现在的驱动芯片体积非常小,有各种封装形式。利用驱动芯片对功率开关管驱动,这种方法比较简单,但是控制电路与主电路仍然没有实现隔离。

控制模块

主电路的反馈主要有三种控制模式:电压控制模式,峰值电流控制模式,平均电流控制模式。

电压控制模式:属于电压反馈,利用输出电压进行校正,是单环反馈模式,输出电压采样与输入基准电压比较,得到的输出信号与一锯齿波电压比较,输出 PWM波信号。电压控制模式设计以和运用都比较简单,但是电压控制模式没有对输出电流进行控制,有一定的误差存在,并且输出电压先经过电感以及电容的滤波,使得动态响应比较差。

峰值电流控制模式:峰值电流控制模式与电压控制模式的区别在于,峰值电流控制模式中,把电压控制模式的那一路锯齿波形,转换成了电感的瞬时电流与一个小锯齿波的叠加。但是电感的瞬时电流并不能表示平均电流的情况。

平均电流控制模式:属于双环控制方式,电压环的输出信号作为基准电流与电感电流的反馈信号比较。设置误差放大器,可以平均化输入电流的一些高频分量,输出的经过平均化处理的电流,再与芯片产生的锯齿波进行比较,输出合适的 PWM 波形。

电感电流和电容电压因此需要对两个变量都要进行PID整定,一个典型的控制流程如下图所示。控制模块是由两个PID控制器组成,分别是电压控制控制外环和电流控制内环,在流程图中给出一个参考电压,设计合理的参数,就可以很快速的达到控制系统的目的。

 

 

上篇:四轮电动汽车需要提升的四个点    下篇:新能源汽车DC电源转换器各车型插头
公司简介  |  产品展示  |  人才招聘  |  企业留言  |  联系方式
版权所有 Copyright © 2010-2015 石家庄高新区极特电子有限公司    服务热线:13831138626