欣赏车载电动汽车充电系统

在该系统中，升压转换器为电动汽车 （EV） 中的电池充电。传统的OBC（车载充电系统）具有桥式整流器，用于将输入交流电压转换为直流电压，但在整流过程中，存在高导通，并且开关损耗和发热问题也随之而来。采用交错拓扑来解决此问题。研究人员正试图开发一种无桥升压转换器。它不仅可以降低传导损耗，还可以减少电路中的半导体数量。

所提出的无桥升压充电器设计具有较少的二极管数量，这意味着整流二极管中的传导损耗和热量问题减少。由于与CLL谐振电路集成，半导体数量也减少了。

它的工作原理是，当您获取墙壁输出时，交流输出通过PFC，从而为您提供直流输出，然后将其运行到CLL板中，将其转换为电压以为您的EV和HEV电池充电。在汽车中运行的 800 V 电池系统中，使用双整流器，在其内部，OBC 以不同的模式运行。

电压控制方式

电流控制模式。

在电压控制模式下，电压增加到所需的输出，为电池充电。在当前控制模式下，您将能量设置为要为 OBC 供电的水平。一侧有一个PFC级整流器，另一侧有一个有源CLL整流器。它是一个双整流器耦合，可提升汽车系统中的电路。有一个隔离变压器连接两个整流器并通过800 V。充电系统具有许多功能，在连接两个共享交换机方面起着举足轻重的作用。

图 1：车载 800-V 电动汽车充电

控制原理

通常，电流控制模式是OBC中使用的技术，它允许在不同的输入电压范围内产生高电流。在这种模式下，输出电流与输入电压成正比。使用参考信号，作为反馈并减少误差信号以实现此目的。在传统的电流控制模式下，能量和功率是标准化的。所示在控制电路中引入了乘法器，而在新方法中，电流随仿真电阻（Re）而变化。压控振荡器控制电压反馈的开关频率。OBC 在 CCM（连续导通模式）下工作。对于每个半周期，使用一个电容器，这意味着对于正半周期，电感通过Ci1放电，而在负半串联期间，电感通过Ci2放电。

图2：电动汽车充电转换器

功率因数校正级和LLC转换器

充电系统将无桥转换器与谐振电路集成在一起，以减少任何半导体器件的接合。CCM整流器的存在减少了二极管的数量，并主要有助于降低两个共享开关的电导率损耗。因此，它解决了二极管桥式整流器的热演变问题。因此，PFC 级是使用超过 800 伏 SiC MOSFET 的三相半桥整流器。它从整流器正对面的插座获取 190 伏至 265 伏的交流输入。它通过三个半桥整流器将其转换为 800 伏的直流输出。OBC的第二阶段是LLC转换器。这使用全桥主功率级和我们的 800 伏 SiC MOSFET。然后它通过谐振电路，然后我们有了另一个带有 30 安培 SiC 二极管的全桥二次整流。

带交流-直流升压转换器的电动汽车和混合动力汽车电池

该级的输出电压为 200 伏至 450 伏，具体取决于您的 EV（电动汽车）和 HEV（混合动力 EV）电池。它被分割成几个较小的电路板，需要选项和少量修改，以测试不同的谐振，通过这一点，它还可以改变CLL整流器的拓扑结构。

转换器中放置了一些磁性元件，通常较重。转换器中放置了许多耦合电感器，以减小其尺寸和重量。没有采用复杂的平衡方案，因为我们通过使用磁力在输出级中接合有源整流器。借助输出直流电压和变频控制使用的 AC-DC 升压转换器，可以轻松找到转换器模块。

图 3：800V 转换器原型

电动汽车

充电

分析与结论

谐振电路非常复杂，使用150nF的谐振电容器，800伏的全电压电源用于有效地运行轨道并产生波浪中的涟漪。通过电路中跟随的正弦输入电流，可以获得低THD（总失真谐波）。SiC 和 MOSFET 开关的操作采用软开关方法。整个双整流器中使用的转换器的效率估计为96.5%，开关之间使用的频率为60，000 Hz，足以更好地运行汽车。系统中使用的转换器减少了二极管的数量，并使用了新的PFC整流器，这是一种无桥升压。通过谐振转换器和无桥电路的集成，它还减少了开关的数量。

对于汽车制造商和消费者来说，转向电动汽车和ATV电池以减少污染是有吸引力的，从而增加了电动汽车的快速增长。像OBC这样基于碳化硅的系统可以提高效率并减少汽车中的炸弹含量。

审核编辑：郭婷