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开发基于碳化硅的25 kW快速直流充电桩:方案概述

2022-5-6 09:43| 发布者: 闪电| 查看: 31| 评论: 0

摘要: 在本系列文章的第一部分中,我们介绍了电动车快速充电器的主要系统要求,概述了这种充电器开发过程的关键级,并了解到安森美(onsemi)的应用工程师团队正在开发所述的充电器。现在,在第二部分中,我们将更深入研究设 ...


双有源全桥(DC-DC)


DAB的DC-DC级将含两个全桥、一个25千瓦的隔离变压器和一个初级侧的外部漏电感,以实现零电压开关(ZVS)(图3)。在单变压器结构中实现该转换器有利于双向运行。此外,具有单变压器的转换器的对称性有助于最大化功率开关的ZVS的工作范围,从而实现高能效。


这解决了该项目面临的一个重大挑战,最大化宽输出电压范围(200 V至1000 V)的能效,使DC-DC的峰值目标能效达98%。该转换器的工作频率为100 kHz,这是个折衷方案,以将开关损耗以及将磁性元件的磁芯和交流损耗保持在合理的水平。


此外,该系统将在变压器上运行磁通平衡控制,这种技术省去了在DAB移相结构中与变压器一起工作所需的笨重的串联电容器。在这快速充电器转换器中,给定50 A的高均方根(RMS)工作电流、几百伏的必要额定电压和十分之几微法的估计电容值,这种电容将在严格的要求下运行。以目前的现有技术,所有这些要求将导致一个大尺寸的电容器。因此,磁通平衡控制策略有助于减小系统的尺寸、重量和成本。


总的来说,DAB DC-DC转换器为电动车快速充电器提供了一个全方位考虑的方案,它正在成为这新的快速充电器市场的一个典型方案。这种拓扑结构可以利用移相调制,在宽输出电压范围提供高功率和能效。此外,开发人员可充分利用他们对传统全桥移相ZVS转换器的专知,因为这两种系统之间有相似之处。


另一种方案是CLLC谐振转换器,这是一种频率调制拓扑结构,在有限的输出电压范围内运行时,通常提供最高的转换器峰值能效。这种转换器是对LLC的改版,允许双向工作。然而,控制、优化和调整CLLC以实现双向功能,并在较宽的输出电压范围实现高输出功率可能会变得很麻烦,需要结合频率调制和脉冲宽度调制。


图3. 双有源桥(DAB)DC-DC级。该系统含有两个

全桥,中间有一个隔离变压器。



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