電動汽車的電源轉換

主DC-DC轉換電源IC將直流電源從車載200-800V高壓電池轉換為較低的直流電壓（48V或12V），為前大燈，車內燈，雨刮器和車窗電機，風扇，泵以及電動汽車（EV）和混合動力汽車（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重要。

 

業界領先的隔離，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/接地通常連接到車輛底盤，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現的。開關頻率可以相對較高（例如100 kHz），以保持變壓器磁性尺寸最小。

在混合動力汽車（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，以協助啟動或提供備用電源。

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。高壓開關通常采用快速IGBT（如圖所示）或高壓碳化硅（SiC）MOSFET;變壓器初級側的高壓開關需要隔離式柵極驅動IC。這些開關的柵極驅動器使用隔離式柵極驅動器，最新的DC-DC轉換電源IC采用SiC MOSFET實現，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關，而雙向模塊則需要開關。然而，低壓開關的柵極驅動器通常不需要隔離。

APM控制器還需要檢測轉換器的輸入和輸出電壓，以提供閉環控制。隔離式電壓傳感器非常適合此目的。

整個系統可以通過CAN（圖中的“通信”）等汽車總線進行監控和控制。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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