迪龍電源(dilongChina)——找靠譜車載電源廠家,訂購DC/DC轉(zhuǎn)換器、車載充電機,就到迪龍新能源。迪龍專注電源行業(yè)20年,從中國到世界,專業(yè)/靠譜/性價比高,值得選擇!? ?
提高功率密度和轉(zhuǎn)換效率是電動汽車DC/DC變換器發(fā)展的重要目標(biāo),目前主流的技術(shù)路線是提高開關(guān)頻率。
而功率器件在高頻開關(guān)模式下工作,開通關(guān)斷時容易產(chǎn)生嚴重振蕩。
這就成為了電動汽車電氣系統(tǒng)中電磁干擾(EMI;Electromagnetic interference)的主要源頭之一。
DC/DC變換器在電動汽車上的基本功能是將動力電池提供的高壓直流電源變換成適合車載低壓電氣設(shè)備使用的電壓等級。
不同車輛的電壓等級不同,一般有12V、24V和48V。
雖然DC/DC變換器內(nèi)部拓撲結(jié)構(gòu)不盡相同,但電磁發(fā)射的主體部分都類似。
當(dāng)電動汽車行駛時,駕駛員通過剎車、使用車燈控制撥桿和空調(diào)旋鈕來發(fā)出響應(yīng)請求。
此時,DC/DC變換器傳輸?shù)蛪褐绷麟姙榈蛪盒铍姵爻潆姡謩e為車燈、空調(diào)等提供電能。
由于自身電磁干擾能力強,可能會引發(fā)電子剎車系統(tǒng)失效、電子油門失效和車身控制器失效等風(fēng)險。 ? 產(chǎn)生電磁干擾的部分有磁性元件、功率開關(guān)器件和輸出整流濾波電路,它們構(gòu)成的高頻開關(guān)電流可能會產(chǎn)生較大的空間輻射,形成干擾。
如果DC/DC變換器輸入端濾波電容的容量不足或高頻特性不好,高頻電流會形成傳導(dǎo)干擾。
01
功率開關(guān)器件
在DC/DC變換器中,功率開關(guān)管與高頻變壓器的初級線圈相連形成開關(guān)節(jié)點,在開關(guān)轉(zhuǎn)換瞬間產(chǎn)生的du/dt是主要干擾源。
功率開關(guān)管導(dǎo)通與關(guān)斷產(chǎn)生的電磁干擾類型屬于傳導(dǎo)型電磁干擾,是由瞬變的磁化沖擊電流形成的。
安裝在汽車上的DC/DC變換器
這種干擾既會影響DC/DC變換器內(nèi)部正常工作,還會造成更多的高次諧波影響。
02
輸出整流濾波電路
輸出整流二極管在正向?qū)〞r會積累電荷,在截止時積累的電荷將消失并產(chǎn)生反向電流。
由于DC/DC變換器的開關(guān)頻率高,使二極管從導(dǎo)通到截止的轉(zhuǎn)換過程極短。
如此短的時間內(nèi)讓存儲的電荷消失必然產(chǎn)生大的反向電流浪涌,會引起高頻衰減震蕩產(chǎn)生干擾。
03
抑制電磁干擾的方法
3.1 功率開關(guān)器件產(chǎn)生電磁干擾的抑制
DC/DC變換器的主要干擾源是功率開關(guān)器件在導(dǎo)通與截止瞬間產(chǎn)生的高尖峰電壓。
因此,減小功率開關(guān)管轉(zhuǎn)換期間的du/dt成為了抑制電磁干擾的基本思路。
作為DC/DC變換器的專業(yè)制造商,迪龍新能源采用先進的LLC諧振開關(guān)方法,來抑制電磁干擾。
研究表明,迪龍新能源具有電壓鉗位的零電壓定頻DC/DC變換器的EMI電平最低。
并且可以有效減少分布電感、分布電容產(chǎn)生的寄生振蕩,還可以降低開關(guān)損耗,提高轉(zhuǎn)換效率和功率密度。
3.2 高頻變壓器產(chǎn)生電磁干擾的抑制
對于高頻變壓器產(chǎn)生的電磁干擾問題,抑制措施的核心點是減少其自身的寄生參數(shù)。
包括初/次級燒組線圈的漏電感、分布電容、燒組線圈的銅損及磁芯的鐵損。
可以采用平面變壓器代替?zhèn)鹘y(tǒng)普通變壓器,它的磁芯材質(zhì)采用高功率鐵氧體材料,在高頻下有較低的磁芯損耗。
燒組線圈采用多成電路板疊繞而成,與平面鐵芯構(gòu)成變壓器回路。
開關(guān)電源中的平面變壓器
這種平面變壓器的直流損耗低、分布電容低,可以滿足諧振電路的要求,并且磁芯具有良好的磁屏蔽,可以抑制射頻干擾。
據(jù)迪龍新能源工程師介紹,我們在生產(chǎn)DC/DC變換器時,用的就是平面變壓器,公司也十分重視變壓器的選型。
并且我們一直在尋找一些能滿足更高頻率下,損耗更低的材料,目前來說平面變壓器是最優(yōu)的選擇方案。
與傳統(tǒng)變壓器相比,同等體積,平面變壓器的散熱效果和對射頻干擾的抑制是最好的。
3.3 輸出整流二極管產(chǎn)生電磁干擾的抑制
DC/DC變換器的輸出整流二極管常選用肖特基二極管或超快速恢復(fù)二極管。
肖特基二極管
其在截止瞬間有著很高的di/dt,除了可以采取并聯(lián)RC吸收回路的辦法。
還可以利用輸出濾波電容中的等效電感削弱電容的高頻旁拉作用,增加形成二級濾波作用的結(jié)構(gòu)。
3.4 PCB電路板的合理走線與布局設(shè)計
PCB電路板合理走線與元器件合理的布局設(shè)計,同樣能有效地降低DC/DC變換器的電磁干擾。
PCB電路板
走線方面,應(yīng)盡量增大線間距離,降低電容耦合與線間互感,減小干擾源和敏感電路的環(huán)路面積,以降低輻射干擾。
并實施靜電屏蔽,屏蔽層采用網(wǎng)格接地的方法。
布局方面,應(yīng)使各元器件盡量緊密排列,并將相互關(guān)聯(lián)的元器件擺放在一起。
3.5 EMI濾波器
DC/DC變換器電源線的傳導(dǎo)干擾主要包括共模干擾和差模干擾。
由于電源線間一般同時存在共模干擾和傳導(dǎo)干擾,EMI濾波器設(shè)計往往由共模濾波器和差模濾波器共同構(gòu)成。
EMI濾波器
其中,共模濾波器和差模濾波器分別對共模干擾和差模干擾有著較強的衰減作用。
共模濾波器針對低頻噪聲時,主要是共模電感起衰減作用,針對高頻噪聲大部分由共模電容即Y電容起衰減作用。
差模濾波器一般由低通濾波元件組成,最常用的是X電容直接并聯(lián)在兩根電源線之間形成的輸入濾波電路。
選取適當(dāng)容量的電容,將對高頻噪聲具有較強的抑制作用。
3.6 頻率抖動技術(shù)抑制電磁干擾
頻率抖動技術(shù)是利用擴散頻譜能量來降低諧波幅值。
該方法是對于恒定開關(guān)頻率PWM控制方式而言的,其抖動是指PWM發(fā)生器在脈寬調(diào)制的同時,開關(guān)頻率圍繞某個固定頻率變化。
實質(zhì)上是在總能量不變的前提下,將集中在諧波上的能量擴散到該頻率附近的一定帶寬內(nèi),從而得到較低的幅值,降低EMI噪聲。
04
DC/DC變換器電磁兼容能力驗證
一般使用三種方法來考察DC/DC變換器的EMI特性,分別為輻射騷擾測試、電源端傳導(dǎo)騷擾測試、控制信號線傳導(dǎo)騷擾測試。
迪龍新能源電磁兼容實驗室
輻射騷擾測試是從空間電磁輻射量上來考察DC/DC變換器對外的輻射發(fā)射量。
電源端傳導(dǎo)騷擾測試是在DC/DC變換器工作時,通過對電源線的監(jiān)控騷擾數(shù)值,來考察是否會對車用電網(wǎng)造成沖擊。
控制信號線傳導(dǎo)騷擾測試是對DC/DC變換器控制信號線上電流對外騷擾量進行考察。
05
DC/DC變換器電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)
“GB/T24347-2009電動汽車DC/DC變換器”是專門為電動汽車DC/DC變換器制定的國家標(biāo)準(zhǔn)。
關(guān)于電磁兼容的規(guī)定指出DC/DC變換器在運行過程中產(chǎn)生的傳導(dǎo)干擾和輻射干擾不應(yīng)超過GB18655-2002中12章和14章規(guī)定的限值。
06
DC/DC變換器廠家
迪龍新能源專注于車載DC/DC變換器、車載充電機(OBC)、車載集成一體等產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售。
公司憑借雄厚的技術(shù)實力、過硬的產(chǎn)品質(zhì)量和高性價比的優(yōu)勢,成為了聞名于全球的車載電源產(chǎn)品供應(yīng)商。
經(jīng)過技術(shù)研發(fā),公司成功量產(chǎn)車載電源產(chǎn)品,成為業(yè)內(nèi)最早實現(xiàn)車載充電機、DC/DC變換器集成的廠商之一。
公司DC/DC變換器等產(chǎn)品具有高效率、高功率密度、體積小、輕量化、抗干擾能力強等核心特點,在國際市場中擁有較強競爭力。
編輯:黃飛
?
評論