直流充電樁電源模塊,充電樁模塊電路-KIA MOS管

直流充電樁模塊

充電樁核心是一個基本的AC-DC轉(zhuǎn)換器。它由PFC級、直流母線和DC-DC模塊組成。

PFC級功能框圖：

DC-DC模塊功能框圖：

直流充電樁的功率轉(zhuǎn)換核心通常由一個或多個功率模塊構(gòu)成。一個典型的“充電樁功率模塊”（例如15kW模塊）內(nèi)部電路包含整流+PFC和DC/DC變換兩級功率電路。

1. 整流與有源功率因數(shù)校正 (AC/DC with PFC)

拓?fù)洌?目前主流采用三相VIENNA整流器拓?fù)洌ㄒ蚱湫矢摺⒐β室驍?shù)好、開關(guān)應(yīng)力較低）或 三相圖騰柱無橋PFC拓?fù)洌ê笃鹬悖首罡撸刂茝?fù)雜）。

簡化工作原理（以單相圖騰柱PFC示意，便于理解）：

整流橋臂： 由四只開關(guān)管（通常是MOSFET或IGBT）組成，開關(guān)動作非常快（幾十到幾百KHz）。

升壓電感： 輸入串聯(lián)電感，儲能和釋放能量。

控制環(huán)路： 檢測輸入電壓、電流和輸出電壓。

工作：

控制系統(tǒng)通過復(fù)雜的算法，控制開關(guān)管的開關(guān)時序和占空比。

在交流輸入的每個半周期內(nèi)，使輸入電流波形緊緊跟隨輸入電壓正弦波形狀。

同時，將不穩(wěn)定的整流后直流電壓提升到一個穩(wěn)定的高直流母線電壓（如800V DC）。

就像用精細(xì)的抽水控制將一股亂流（脈動直流）精確地轉(zhuǎn)換成一股高水位的穩(wěn)定水流（高壓直流），并且抽水效率極高（功率因數(shù)接近1）。

關(guān)鍵元件：

功率開關(guān)管 (MOSFET / SiC MOSFET / IGBT / Si IGBT)

升壓電感/輸入電感

輸出濾波電容（高壓大容量鋁電解電容或薄膜電容）

PWM控制器芯片

2. 隔離型DC/DC功率變換

拓?fù)洌?目前主流采用全橋LLC諧振變換器拓?fù)洌ㄐ蕵O高 - 可達(dá)97%以上，開關(guān)頻率高，實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)，EMI低）或其變種（如CLLC，更適應(yīng)寬輸出電壓范圍，特別是800V高壓電池平臺）。在高功率或特殊需求場合，也可能使用 移相全橋拓?fù)洌ǔ墒斓事缘陀贚LC）或 雙有源橋拓?fù)洌ǔＳ糜陔p向充電）。

簡化工作原理（以全橋LLC諧振變換器為例）：

全橋逆變： 來自PFC級的直流母線電壓（如800V DC）經(jīng)過四個開關(guān)管（通常是MOSFET或IGBT/SiC）組成的全橋電路，被轉(zhuǎn)換成高頻方波交流電（頻率由控制器決定，典型幾十到幾百KHz）。

諧振網(wǎng)絡(luò)： 這個方波電壓加到由諧振電感Lr、諧振電容Cr和變壓器勵磁電感Lm組成的LLC諧振網(wǎng)絡(luò)上。這個網(wǎng)絡(luò)的特性使得開關(guān)管能夠在零電壓下開通（ZVS）和零電流下關(guān)斷（ZCS），大大降低了開關(guān)損耗，提高了效率。

高頻變壓器：

變壓器在此起到兩個關(guān)鍵作用：電壓變換（根據(jù)匝比升壓或降壓）和電氣隔離（安全）。

高頻工作（相比工頻）可以大大減小變壓器的體積和重量。

整流與輸出濾波：

變壓器次級的高頻交流電，經(jīng)過同步整流（用MOSFET代替二極管，進(jìn)一步降低損耗）或二極管整流，被轉(zhuǎn)換回直流電。

輸出的直流電再經(jīng)過濾波電容（通常為多顆低ESR/ESL的電解電容或薄膜電容并聯(lián)），濾除紋波，得到平滑穩(wěn)定的直流輸出。

控制調(diào)節(jié)： DC/DC控制器接收主控系統(tǒng)的命令（目標(biāo)電壓Vref和電流Iref），通過調(diào)節(jié)開關(guān)頻率（LLC的主要控制方式是變頻）來精確控制輸出電壓和電流。電壓和電流反饋環(huán)路確保輸出嚴(yán)格跟隨設(shè)定值。

關(guān)鍵元件：

功率開關(guān)管（原邊全橋：通常MOSFET/SiC MOSFET；副邊同步整流：MOSFET）

諧振電感 Lr、諧振電容 Cr

高頻變壓器 T

輸出濾波電容

DC/DC PWM/PFM 控制器芯片 (控制LLC頻率)

聯(lián)系方式：鄒先生

座機(jī)：0755-83888366-8022

手機(jī)：18123972950（微信同號）

QQ：2880195519

聯(lián)系地址：深圳市龍華區(qū)英泰科匯廣場2棟1902

搜索微信公眾號:“KIA半導(dǎo)體”或掃碼關(guān)注官方微信公眾號

關(guān)注官方微信公眾號：提供 MOS管 技術(shù)支持

免責(zé)聲明：網(wǎng)站部分圖文來源其它出處，如有侵權(quán)請聯(lián)系刪除。