車用電源轉(zhuǎn)換器的工作原理是什么？如何實(shí)現(xiàn)設(shè)計？

本文中，小編將對車用電源轉(zhuǎn)換器予以介紹，如果你想對它的詳細(xì)情況有所認(rèn)識，或者想要增進(jìn)對它的了解程度，不妨請看以下內(nèi)容哦。

一、車用電源轉(zhuǎn)換器的工作原理是什么

車載電源轉(zhuǎn)換器在國外市場受到普遍歡迎。在國外因汽車的普及率較高，外出工作或外出旅游即可用車載電源轉(zhuǎn)換器連接蓄電池帶動電器及各種工具工作。中國進(jìn)入WTO 后，國內(nèi)市場私人交通工具越來越多，因此，車載電源轉(zhuǎn)換器作為在移動中使用的直流變交流的轉(zhuǎn)換器，會給你的生活帶來很多的方便，是一種常備的車用汽車電子裝具用品。通過車載電源轉(zhuǎn)換器點(diǎn)煙器輸出的可以是 75W 、100W 、150W 、300W 直到3000W 等功率規(guī)格的。300W以上功率車載電源轉(zhuǎn)換器要通過連接線接到電瓶上。把家用電器連接到車載電源轉(zhuǎn)換器的輸出端就能在汽車內(nèi)使用各種電器象在家里使用一樣方便。

車載供電設(shè)備是汽車電氣設(shè)備正常工作運(yùn)行的前提，傳統(tǒng)汽車供電設(shè)備主要是蓄電池和由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動的發(fā)電機(jī)。而純電動汽車不再搭載內(nèi)燃機(jī)，取而代之的是搭載可充電的動力電池為整車提供高壓直流電，作為維系車輛正常工作運(yùn)行的能量源。然而由于純電動汽車上大量的電子元件和控制系統(tǒng)都在使用12V電源，所以必須有一種裝置能夠?qū)Φ蛪盒铍姵剡M(jìn)行充電，以保證充足的電量供車輛使用，這種裝置就是DC/DC轉(zhuǎn)換器，又稱直流電源轉(zhuǎn)換模塊。

純電動汽車通過使用DC/DC轉(zhuǎn)換器能夠?qū)恿﹄姵?00多伏的直流電壓轉(zhuǎn)換為14V的直流恒壓電源，供車輛使用。其具備效率高、體積小、耐受惡劣工作環(huán)境等特點(diǎn)。

DC轉(zhuǎn)換器的工作原理：DC-DC轉(zhuǎn)換器是一個反復(fù)打開和關(guān)閉的開關(guān)。它將DC電壓或電流轉(zhuǎn)換成高頻方波電壓或電流，然后整流平滑成DC電壓輸出。大多數(shù)DC-DC轉(zhuǎn)換器由調(diào)節(jié)芯片、電感、二極管、三極管和電容組成。DC/DC轉(zhuǎn)換器是一種轉(zhuǎn)換輸入電壓并有效輸出固定電壓的電壓轉(zhuǎn)換器。DC/DC變換器包括三種類型：升壓DC/DC變換器、降壓DC/DC變換器和降壓DC/DC變換器。根據(jù)需要，可以使用三種類型的調(diào)整。PWM型效率高，輸出電壓紋波和噪聲好。PFM調(diào)節(jié)式的優(yōu)點(diǎn)是即使長時間使用，功耗也很低，尤其是在小負(fù)載下。PWM/PFM轉(zhuǎn)換型在負(fù)載較小時實(shí)現(xiàn)PFM調(diào)節(jié)，負(fù)載較重時自動切換到PWM調(diào)節(jié)。現(xiàn)在DC-DC轉(zhuǎn)換器廣泛應(yīng)用于手機(jī)、MP3播放器、數(shù)碼相機(jī)、便攜式媒體播放器等產(chǎn)品中。在電路類型的分類中，是斬波電路。

二、車用電源轉(zhuǎn)換器如何實(shí)現(xiàn)設(shè)計-設(shè)計示例

本部分雙向DC/DC變換器采用交錯并聯(lián)電路，可以實(shí)現(xiàn)動力電池升壓后供驅(qū)動系統(tǒng)使用，也可以實(shí)現(xiàn)驅(qū)動系統(tǒng)能量回饋電壓降壓后給動力電池充電。

交錯并聯(lián)電路將主功率電路分為兩路，其優(yōu)點(diǎn)一為紋波電壓、電流更小，且紋波頻率更高，則輸入和輸出側(cè)的電容容值、體積更小;其優(yōu)點(diǎn)二為電流分為兩路使功率電路上的損耗和電感上的交流損耗更低。

本文設(shè)計一款交錯并聯(lián)雙向DC/DC變換器。

變換器功率電路由兩路并聯(lián)組成，按單路電流為總電流的一半來設(shè)計單路功率電路的器件參數(shù)。

考慮到DCM模式下的開關(guān)管內(nèi)的峰值電流更大，更大的電流導(dǎo)致開關(guān)管損耗更大，且選型容量更大的開關(guān)管也會增加成本。

另外更大的峰值電流也會帶來更大的EMC問題，因此本文選擇CCM模式來設(shè)計主功率器件參數(shù)。

DIL按電感平均電流的40%計算，電感平均電流按輸入平均電流的一半計算，因動力電池的電壓是300V-410V這個范圍，從而Boost在輸入電壓最大時對應(yīng)的電感最大值為Lboost=200.5 mH，Buck在最大輸出電壓處對應(yīng)的最大電感為Lbuck=200.5 mH，綜合考慮選取單獨(dú)電感的電感值為L1=L2=200mH。

根據(jù)電感電流紋波全部流入電容產(chǎn)生的輸出電壓脈動可以計算出所需電容大小，又因兩相交錯并聯(lián)拓?fù)涫沽魅腚娙莸碾娏黝l率為常規(guī)Buc/Boost拓?fù)涞膬杀丁?

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