NCV890101：汽车级高频降压转换器方案

汽车48V至800V电压方案、线控方案的挑战及代理商的优势Ralf Hickl1 关注48 V直至800 V电压方案儒卓力在新兴的48 V直至800 V更高板级净电压领域看到商业机会。

一方面，具有高功耗的负载产品正从12 V迁移到更高的电压，例如PTC加热器;另一方面，业界出现了全新的应用，例如BMS（电池管理系统）或启动器/发电机。

很多制造商的新型电子组件和经过改良的电子组件，可以满足新的汽车应用需求。

一个示例是基于碳化硅（SiC）材料的半导体器件，可以满足高压和高开关频率应用的要求。

SiC-MOSFET和SiC_极管可以降低开关损耗，从而提高功率转换器和逆变器的能效。

另一方面，无源组件的技术发展也从未停步，比如一些电感器的内芯由纳米晶体材料制成，这种新型高性能材料能够实现更小的滤波器，散发更少热量，并有助于提高功率密度和实现小型化。

2 线控解决方案及代理商的优势现今的发展趋势是进一步实施电气化和各种线控（x-by-wire）应用。

电气化是指从内燃机到电力驱动的过渡。

先进驾驶辅助系统（ADAS）的发展最终将带来自动驾驶，而包括线控转向、线控制动、线控加速的各种线控应用就是实施最高级别ADAS的前提条件。

为了满足汽车安全完整性等级（ASIL）针对各种线控应用的要求，必须深入了解电子组件及所构建的相应系统。

然而，供应商方面的人力资源有限，而客户方面的开发资源亦有限，这会对产品上市时间产生影响。

在开发工作完成之后，接下来便要考虑电子组件供货和交货时间的问题。

这一点非常关键，因为最近产能下降，并且有新的设计完成开发流程。

因此，代理商需与供应商保持密切的联系，并且预测客户的总体需求，以便制造商可以尽早计划其生产安排并分配生产能力。

所以，人力和物力资源的可用性对于客户产品的上市时间和最终在市场取得成功是至关重要的。

3 儒卓力的解决方案儒卓力是领先的电子元器件分销商，业务运营范围遍布全球。

儒卓力的汽车业务部门（ABU）专注于新客户和新应用。

电动汽车车载充电机(OBC)与车载DC/DC转换器王正仕（wzs@）浙江大学电气工程学院电力电子技术研究所中国电源学会.世纪电源网工程师交流会上海，2017年7月8日内容一、高性能电动汽车车载充电机(OBC)二、双向充电机(Bi‐OBC）技术方案三、车载DC/DC转换器电路拓扑比较四、充电桩电路方案王正仕：wzs@ ,一、高性能电动汽车车载充电机On-Board-Charger (OBC)王正仕：wzs@ ,一、高性能车载OBC电路结构PFC—满足网侧要求：PF、THD、宽范围电网 DC/DC—电气隔离、电池端压宽范围每一级电路高效率电路拓扑：主流方案* PFC—满足网侧要求：PF、THD、宽范围电网* DC/DC —电气隔离、电池端压宽范围* 每一级电路高效率技术性能内容功率 3.3kW @220V(AC) ;1.6kW @110V(AC)。

6.6kW, 9.9kW 输入电压范围85-265V(AC)功率因数（PF）>0.99（典型值）输入电流THD<4%额定输出电压360V（DC）输出电压范围200-400V(DC)输出电流范围0-12A整机效率96.3% （典型值）工作模式恒压、恒流（@ BMS指令或预设充电曲线）保护功能OVP、OCP、OLP、OTP支持CAN通讯变换器工作状态与故障诊断电路方案1：传统桥式PFC+LLC桥式PFC适合高电网电压，不利于110Vac系统应用的高效率电路方案2：无桥式PFC+LLC无桥PFC适合宽范围电网电压，有利于110Vac应用的高效率差分采样——无桥PFC低成本方案电路方案3：无桥式PFC+LLC双变压器LLC，有利于提高功率密度（减低变压器高度） 电力电子电路调试的GUI界面，方便调试PFC控制框图I-V-PFC控制模型PFC网侧波形Vac& IsLmLC 串联谐振LLC 谐振？(Lm)频率范围太宽！LLC 软开关变换器Lm 为变压器磁化电感Lm 减小LLC 网络的(Vo/Vi)传输1o r r L C w =?Vo / Viw s / w om e m e s s m e me m e s s m e i o L j R L j R C j L j L j R L j R L j R C j L j L j R V ω+ω⨯+ω+ωω+ω⨯=ω+ω+ωω=1//1//V 1.可升/可降2.增益更陡f 2f 1LLC 设计要点2111/r r L C w =?1. 效率优化点频率位置f 22.变压器变比Np:Ns, Vi/Vo, fs@ f2,考虑电压与负载宽范围3. Lm:Lr, 结合宽范围要求4. Lr&Cr, 考虑谐振Q 值、Cr 耐压ZVSZCS性能：充电机效率二、双向充电机(Bi-OBC）技术方案王正仕：wzs@ ,二、6.6kW车载双向充电机(Bi-OBC ）电路拓扑特点：正向充电6.6kW 反向逆变3.3kW 供车220VAC 两个3.3kW 模块并联模块化汽车级器件数字化控制:400V /320V-400V内容指标内容指标输入电压85V ‐265V AC/45‐65Hz 电流纹波1A pk‐pk输入电流24‐30A （32A Max ）最大输出功率 6.6kW @230VAC ，3.3kW@115VAC 输出电压200V‐400V 充电方式恒流、恒压、根据电池容量可设定电压精度/分辨率±2 V保护过压、过流、短路、过温系统效率95% @ 220Vac 92% @ 115Vac接口CAN 通讯接口，变换器工作状态信息输出PFC 效率98%工作环境温度‐40～+85°C功率因数（PF ）>0.99 @120VAC,>0.98@230VAC冷却方式水冷（水温度‐40～+75°C ）最大输出电流32A Max 运行时间15000小时电流精度/分辨率3 % / 200mA <±0.2A防水等级建议IP67技术指标二、车载双向OBC （续）采用（英飞凌）器件serial number type Main characteristic Footprint quantity 1IKW40N65F5A IGBT 40A 650V TO‐24712 2TC234MCU 100M TQFP14413TLE4284DV Voltage Regulator 15V TO‐25224TLE4275V50Voltage Regulator 5V TO26315AUIRS2191S Half Bridge Drive SO‐1686AUIRB24427S Drive Two MOSs SO‐817IPW65R048CFDAIPW65R080CFDMOSFET48mohm650V/80mohm 650VTO‐24768IDW30E65D1Diode 30A 650V TO‐2476 9TLE7368Power manager1 10TLE6250CAN收发器1二、车载双向OBC （续）反向变换效率关键技术：双向LLC变换器、双向宽范围、双向高效率固有谐振频率(fr)计算王正仕：wzs@ ,：折算：总电容：固有频率：三、车载DC/DC转换器电路拓扑比较王正仕：wzs@ ,（1）全桥PWM 硬开关变换器特点硬开关工作，效率较低副边有电压过冲Co电感Ld大电流（220A！）一级变换宽范围调节输出纹波小，Co的ESR要求低典型效率：92%（2）移相全桥ZVS 变换器特点MOS：ZVS，有利高效率副边有电压过冲Co电感Ld大电流（220A！）Ip有环流，变压器发热一级变换宽范围调节输出纹波小，Co的ESR要求低典型效率：94%（3）LLC变换器（ZVS，ZCS）特点LLC MOS:ZVS；D:ZCS；有利高效率二级变换不需要大电流输出电感输出纹波大，Co的ESR要求高对二极管要求低（ZCS）典型效率> 95.5%王正仕：wzs@ ,主要指标内容功率3kW输入电压范围200-400VDC, 340V Normi 输出电压范围9-16VDC ，13.8V Normi 输出电流范围0-220A DC综合效率>95%@75%以上负载，>92%@50%负载，>90%@25%负载保护功能OVP 、OCP 、OLP 、OTP 支持CAN 通讯变换器工作状态与故障诊断信息冷却方式水冷技术指标三、车载DC/DC 转换器（续）采用器件实物样机照片3kW车载高效率DC/DC转换器90%91%92%93%94%95%96%97%98%3006009001200150018002100240027003000效率负载（W ）Vo=13.8V 效率曲线200V340V 400V效率vs 功率三、车载DC/DC 转换器（续）四、充电桩电路方案三相维也纳整流PFC 2个LLC DC/DC 串并联三相AC锂电池Vdc 400V 400V功率：15kW~60kW(120kW)采用多模块并联欢迎交流！2017年7月8日上海.兴华宾馆。

180KHz 40V 12A 开关电流降压型DC-DC转换器XL4016特点⏹推荐操作电压范围8V~36V ⏹输出电压从1.25V到32V可调⏹最大占空比100%⏹最小压降0.3V⏹固定180KHz开关频率⏹最大12A开关电流⏹内置功率MOS⏹效率高达96%⏹出色的线性与负载调整率⏹内置热关断功能⏹内置限流功能⏹内置输出短路保护功能⏹TO220-5L封装应用⏹LCD电视与显示屏⏹便携式仪器电源⏹通讯设备供电描述XL4016是一款高效降压型DC-DC转换器，固定180KHz开关频率, 可以提供最高12A输出电流能力，具有低纹波，出色的线性与负载调整率特点。

XL4016内置固定频率振荡器与频率补偿电路，简化了电路设计。

PWM控制环路可以调节占空比从0~100%之间线性变化。

内置输出过电流保护功能。

当输出短路时，开关频率从180KHz降至48KHz。

内置补偿模块可以减少外围元器件数量。

图1.XL4016封装180KHz 40V 12A 开关电流降压型DC-DC 转换器 XL4016引脚配置12345VIN SW FB GNDVC TO220-5LMetal Tab SW图2. XL4016引脚配置表1.引脚说明引脚号 引脚名称 描述1 GND 接地引脚。

2 FB 反馈引脚，通过外部电阻分压网络，检测输出电压进行调整，参考电压为1.25V 。

3 SW 功率开关输出引脚，SW 是输出功率的开关节点。

4VC内部电压调节器旁路电容引脚，需要在VIN 与VC 引脚之间连接1个1uF 电容。

5 VIN电源输入引脚，支持DC8V~36V 宽范围电压操作，需要在VIN 与GND 之间并联电解电容以消除噪声。

180KHz 40V 12A 开关电流降压型DC-DC 转换器 XL4016方框图EAGND FB3.3V1.25VEA COMPOscillator180KHz/48KHz3.3V Regulator1.25V ReferenceStart Up LatchCOMP2COMP1DriverThermal ShutdownVINVC SW220mV 200mV20m ΩCurrent LimitPower PMOS1:100020K Ω3.3nFOSP图3. XL4016方框图典型应用XL4016CIN470uF/50VCOUT1000uF/25VR210K R13.3KD1MBR2045C1105C21055312VIN4VOUT=1.25*(1+R2/R1)IOUT=0~12AVIN VCSWGNDFBCC 105CFF 33nFVOUTVIN=8V~20V, VOUT=5V/9A; VIN=20V~36V, VOUT=5V/12A 图4. XL4016系统参数测量电路（VIN=8~36V, VOUT=5V/12A ）180KHz 40V 12A开关电流降压型DC-DC转换器XL4016订购信息产品型号打印名称封装方式包装类型XL4016E1 XL4016E1 TO220-5L 50只每管/ 1000只每盒XLSEMI无铅产品，产品型号带有“E1”后缀的符合RoHS标准。

rt8901参数-回复关于rt8901参数的一篇详细介绍引言：RT8901是一款广泛应用于电子设备的稳压电源芯片，它采用了一系列先进的技术，以提供高效、稳定的电源输出。

在本文中，我们将详细介绍RT8901的各项参数及其功能，并逐步回答相关问题。

一、芯片外观及基本信息RT8901芯片外观小巧，尺寸为X mm，采用LQFP封装方式，便于在电路板上进行布局和焊接。

芯片主要性能参数如下：1. 输入电压范围：X~X V，适用于多种供电方式。

2. 输出电压范围：X~X V，可根据需求调整输出电压。

3. 转换效率：高达X以上，能够有效降低能量损耗，提高能源利用率。

4. 输出电流：最大输出电流为XmA，适用于大多数低功耗设备。

二、电源管理特性1. 低功耗模式：RT8901芯片具有自动切换至低功耗模式的功能，当负载电流较小时，芯片自动降低功耗以提高系统能效。

2. 过载保护：芯片具有过载保护功能，当输出电流超过设定值时，芯片会自动切断输出，防止设备损坏。

3. 短路保护：RT8901内置短路保护电路，当输出短路时，芯片能够迅速切断输出，保护设备及芯片本身的安全。

4. 温度保护：RT8901具有温度保护功能，当芯片温度超过设定值时，芯片会自动切断输出，以避免过热引起设备故障。

三、应用领域1. 手持设备：RT8901芯片小巧高效，适用于手机、平板电脑等手持设备的电源管理。

2. 智能家居：RT8901具有低功耗模式及过载、短路保护功能，适合应用于智能插座、智能灯具等智能家居产品。

3. 工业设备：RT8901芯片可根据不同需求调整输出电压，适合应用于工业设备的电源管理。

4. 汽车电子：RT8901具有温度保护功能，适用于汽车电子设备的电源管理。

四、常见问题解答Q1：RT8901的最大输出电流是多少？A1：RT8901的最大输出电流为XmA。

Q2：如何设置RT8901的输出电压？A2：通过外部电阻可调整RT8901的输出电压，具体的设置方法可参考芯片的数据手册或相关应用指南。

专利名称：升压-降压转换器专利类型：实用新型专利
发明人：王钊
申请号：CN201420654410.3申请日：20141104
公开号：CN204145295U
公开日：
20150204
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及一种升压-降压转换器，包括电源输入节点、一个电感、一个输入电容和一个输出电容，所述输入电容连接在电源输入节点与地之间的，还包括一个第一开关、一个阻断元件、输出正极节点和输出负极节点，所述电感连接在电源输入节点与输出正极节点之间，输出电容连接在输出正极节点和输出负极节点之间，所述第一开关连接在输出正极节点与地之间，所述阻断元件连接在输入电源输入节点与输出负极节点之间，在所述电感储能时阻断从所述输入节点到输出负极节点之间的回路。

本实用新型利用更少的开关实现升压-降压的效果，不但可以减小成本，同时也减小了使用开关产生的导通损耗，从而提升了能量转换效率。

申请人：无锡中星微电子有限公司
地址：214135 江苏省无锡市新区太湖国际科技园清源路530大厦A区10层
国籍：CN
代理机构：北京同辉知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：刘洪勋
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专利名称：多模式汽车充电系统专利类型：实用新型专利
发明人：袁大明,袁大勇
申请号：CN201220265123.4申请日：20120601
公开号：CN202586467U
公开日：
20121205
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型提供了一种多模式汽车充电系统，属于充电器领域。

它解决了现有的充电器适用范围不广的问题。

本实用新型多模式汽车充电系统，其包括电压转换模块、PWM控制模块、高频变压和整流滤波模块、控制模块、电压模式切换模块。

本实用新型多模式汽车充电系统通过设置电压模式切换模块以及充电输出控制模块使得汽车充电系统可针对6V和12V额定电压规格的蓄电池分别充电，提升了其使用范围。

申请人：宁波市亿嘉汽车电器有限公司
地址：315111 浙江省宁波市鄞州区五乡镇龙兴村
国籍：CN
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图1 电动汽车电子系统示意图
和额定输出电压13.8V 的有效占空比 (2)
计算伏秒积的公式见 (3)
2.2 同步整流电路设计
高压到低压DC/DC 转换器的具体设计由沟槽栅场终止结构IGBT(英飞凌制图3 全波同步整流及其滤波电路图4 电流检测传感器(CST)的位置：(A)直流母线，(B)主变压器原边图2 用于高压到低压DC/DC转换器的移相全桥同步整流拓扑图
流和全波整流都可以达到90%以上的效率。

本设计选用了全波整流拓扑，如图3所示。

相比于全桥整流电路，图4所示。

放置在直流母线侧的电流
检测传感器可以检测上下臂直
进行了
IGBT在
MOSFET的六分之一，在小电流和低
温条件下MOSFET具有优势。

但是随
着工作结温的提高的电流增大，IGBT
的电流能力迅速提高，导通损耗比
MOSFET明显降低，如图5所示。

(a)结温25度 (b)结温150度图5 高速IGBT与MOSFET的结压降比较
图6 不同温度下的关断波形以及关断损耗的对比，300V 25A工作点 25度与150度对比
图7 滞后臂开通波形
图8 100kHz开关条件下的系统效率 原件名称料号描述
高速IGBT F4-50R07W1H3650V 50A HighSpeed 3 IGBT
Rapid diode
表2 本设计核心元件图9 基于高速IGBT的高压到低压转换器原型机。

NCV890101：汽车级高频降压转换器方案
佚名
【期刊名称】《世界电子元器件》
【年(卷),期】2013(000)005
【摘要】安森美公司的NCV890101是一个同定频率，单片降压开关稳压器，用下汽车电池连接（工作电压必须达到36V的输入电源）。

该稳压器适合于低噪声和小外形尺寸的产品，如汽车驾驶员信息系统。

【总页数】2页(P14,16)
【正文语种】中文
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