电动汽车主直流-直流转换电源IC

电动汽车的电源转换

主DC-DC转换电源IC将直流电源从车载200-800V高压电池转换为较低的直流电压（48V或12V），为前大灯，车内灯，雨刮器和车窗电机，风扇，泵以及电动汽车（EV）和混合动力汽车（HEV）中的许多其他系统供电。这种高电压到低压（HV-LV）直流-直流转换电源IC通常被称为辅助DC-DC或辅助电源模块（APM）。隔离对于将控制系统与高压域分离至关重要。

 

业界领先的隔离，适用于高功率、高效率DC-DC转换电源IC

为什么隔离在辅助电源模块中至关重要

在中等至重负载下，APM 可能在 2 至 3 kW 范围内，预期效率在 92-95% 范围内。低压侧的回路/接地通常连接到车辆底盘，因此为了安全以及LV控制器的保护，低压侧和高压侧之间需要电流隔离。转换器的高压输入和低压输出之间的隔离是使用变压器实现的。开关频率可以相对较高（例如100 kHz），以保持变压器磁性尺寸最小。

在混合动力汽车（HEV）等一些应用中，dc-dc可以反向运行，以将功率从12 V域提升到48 V或HV域，以协助启动或提供备用电源。

所描述的APM在变压器的高压初级侧使用全桥，在变压器的低压次级侧使用全桥同步整流器。高压开关通常采用快速IGBT（如图所示）或高压碳化硅（SiC）MOSFET;变压器初级侧的高压开关需要隔离式栅极驱动IC。这些开关的栅极驱动器使用隔离式栅极驱动器，最新的DC-DC转换电源IC采用SiC MOSFET实现，以提高功率密度并减小尺寸。

转换器可以是单向的，仅从高压域向低压域供电，也可以是双向的。单向DC-DC可以使用二极管代替低压侧的开关，而双向模块则需要开关。然而，低压开关的栅极驱动器通常不需要隔离。

APM控制器还需要检测转换器的输入和输出电压，以提供闭环控制。隔离式电压传感器非常适合此目的。

整个系统可以通过CAN（图中的“通信”）等汽车总线进行监控和控制。CAN与数字隔离器和集成DC-DC转换电源IC的数字隔离器隔离。

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