電動車充電拓撲結(jié)構(gòu),DC-DC拓撲結(jié)構(gòu)-KIA MOS管

電動車充電拓撲結(jié)構(gòu)

AC-DC拓撲結(jié)構(gòu)

1.三相PFC升壓拓撲

T-NPC（T型中性點鉗位）：3級架構(gòu)，使用1200V整流器，中性點路徑含650V開關背對背結(jié)構(gòu)。

6開關雙向架構(gòu)：通過開關替代二極管實現(xiàn)雙向操作，適用于高功率場合（如15kW以上），可降低導通損耗。

I-NPC（隔離型中性點鉗位）：3級架構(gòu)，可完全使用650V開關實現(xiàn)，提升系統(tǒng)可靠性。

2.碳化硅（SiC）

SiC MOSFET模塊（如1200V/10mQ）成為高功率（215kW）場景的首選，兼具低導通電阻和模塊化優(yōu)勢。

DC-DC拓撲結(jié)構(gòu)

1.全橋LLC諧振轉(zhuǎn)換器

初級實現(xiàn)零電壓開關（ZVS），次級在諧振頻率附近效率峰值可達98%，適用于高功率需求場景。

2.全橋移相雙有源橋（DAB）

采用零電壓過渡（ZVT)技術，通過相位控制實現(xiàn)雙向能量傳輸，適用于車載V2L/V2G功能。

3.集成式設計

OBC+DC-DC二合一集成、三合一集成（含PDU）等，可優(yōu)化空間并提升系統(tǒng)效率。

DC-DC拓撲結(jié)構(gòu)

全橋LLC諧振

LLC轉(zhuǎn)換器在初級端實現(xiàn)了零電壓開關（ZVS），同時在諧振頻率及以下--在次級端實現(xiàn)了零電流開關（ZCS）從而在諧振頻率附近產(chǎn)生了非常高的峰值效率。作為一個純粹的頻率調(diào)制（FM）系統(tǒng)，當系統(tǒng)工作點偏離諧振頻率時，這可能是需要寬輸出電壓操作時的情況，LLC的能效就會下降。然而，先進的混合調(diào)制方案使今天的脈沖調(diào)制（PWM）與調(diào)頻相結(jié)合，限制了最大頻率失控和高損耗。不過，這些混合實現(xiàn)方式還是給已經(jīng)有時很麻煩的LLC控制算法增加了復雜性。此外，并聯(lián)的LLCs轉(zhuǎn)換器的電流共享和同步也不是件容易的事。一般來說，當有可能在相對較小的電壓范圍內(nèi)工作時，和/或當具備實施結(jié)合調(diào)頻和PWM的先進控制策略的開發(fā)技能時，LLC是一種難以超越的設計。它不僅可以提供最高的能效，而且從各個角度看都是一個非常全面的解決方案。LLC可以作為CLLC以雙向形式實現(xiàn)，這是另一種復雜的拓撲結(jié)構(gòu)。

電動車充電拓撲結(jié)構(gòu)

全橋移相雙有源橋（DAB）零電壓過渡（ZVT）轉(zhuǎn)換器

帶有次級同步整流拓撲結(jié)構(gòu)的DAB-ZVT轉(zhuǎn)換器也非常典型。這些都是用PWM工作，一般來說，需要比LLC轉(zhuǎn)換器更簡單的控制。DAB可以被認為是傳統(tǒng)的全橋移相ZVT轉(zhuǎn)換器的演變，但漏電感器在初級端，這簡化了繁瑣的次級端整流，減少了二次開關或二極管的必要額定擊穿電壓。由于實現(xiàn)了ZVT，這些轉(zhuǎn)換器可以在很寬的輸出電壓范圍內(nèi)提供穩(wěn)定的高能效。這對于支持800 V和400 V電池電壓水平的充電器來說是個方便的因素。DAB的PWM工作帶來了好處。首先，它傾向于使轉(zhuǎn)換器的電磁干擾（EMI）頻譜比調(diào)頻系統(tǒng)中的更緊密。此外，用固定的開關頻率，系統(tǒng)在低負載時的行為更容易解決。通過同步整流，DAB是一種雙向的原生拓撲結(jié)構(gòu)，是快速電動汽車充電器的最通用的替代方案和合適的解決方案之一。

電動車充電拓撲結(jié)構(gòu)

全橋移相ZVT轉(zhuǎn)換器

對于單向操作，傳統(tǒng)的全橋移相ZVT仍然是一個可用的選擇，但滲透率越來越低。這種拓撲結(jié)構(gòu)的工作與DAB類似，但位于次級端的電感器在整流中帶來一個顯著的差異。電感器在二極管上設置了高的反向電壓，這將與占空比成正比和反比，因此，根據(jù)工作條件，二極管上的反向電壓可能超過輸出電壓的兩到三倍。這種情況在高輸出電壓的系統(tǒng)中（如電動車充電器）可能具有挑戰(zhàn)性，通常多個次級繞組（具有較低的輸出電壓）被串聯(lián)起來。這樣的配置并不那么方便，特別是如果考慮到功率和電壓的額定值，不同的拓撲結(jié)構(gòu)含單一輸出將提供相同或更好的性能。

SiC-模塊代表了上述DC-DC電源轉(zhuǎn)換級中全橋的一個非常合適和常見的解決方案，功率高于15 kW。更高的頻率有助于縮小變壓器和電感器的尺寸，從而縮小整個解決方案的外形尺寸。

電動車充電拓撲結(jié)構(gòu)