近年來，隨著電動汽車充放電技術的不斷發(fā)展，特別是以迪龍新能源為代表的企業(yè)在車載充放電技術上不斷研發(fā)創(chuàng)新，電動汽車雙向車載充放電越來越受到市場的關注。

為了滿足當下車輛給家庭供電、車輛為戶外旅行用電設備供電、車輛到電網(wǎng)、車輛對車輛進行充電等新應用場景，車載充電機（On-Board Charger；OBC）正在從單向拓撲向雙向拓撲轉變，采用雙向OBC提高系統(tǒng)效率是未來的一種新趨勢。

圖一

作為全球優(yōu)質(zhì)的OBC供應商，迪龍新能源研發(fā)團隊正在為電動汽車整車廠配套研發(fā)雙向OBC產(chǎn)品。

據(jù)迪龍新能源雙向OBC系統(tǒng)研發(fā)工程師介紹：電動汽車OBC的設計需要高功率密度和最大化效率，以縮小體積并最小化重量達到節(jié)約整車空間的目的。

雙向OBC由一個雙向AC-DC轉換器組成（通常是一個功率因數(shù)校正PFC電路或有源前端AFE電路），后面跟著一個隔離雙向DC-DC轉換器。

在輸入端，最廣泛使用的單相拓撲PFC升壓轉換器并不支持雙向操作，而圖騰柱PFC通過消除橋式整流器級來提高效率，將傳導路徑中的半導體器件數(shù)量從三個減少到兩個。

圖二

如圖二所示，從升壓拓撲（a）更改為圖騰柱PFC（b）可提高效率并允許雙向操作。

圖騰柱PFC包含兩個不同功率工作的半橋，高頻橋臂進行升壓、整流，以高頻率切換；低頻橋臂主要對輸入電壓進行整流，在50/60Hz的頻率下切換。

在歐洲一些地區(qū)，三相電源可用于住宅用電，通常可以使用三相6開關PFC或AFE拓撲，如圖三所示。

圖三：雙向三相6開關PFC拓撲

還有其他類型的三相PFC，例如T型PFC是一種三電平轉換器，它的好處是開關損耗更低，電感器尺寸更小，不過這會增加系統(tǒng)的復雜性、更多的器件數(shù)量、更高的總成本和轉換器的總體尺寸。

因此，圖三所示的基本2電平三相PFC轉換器，是三相雙向OBC最常用拓撲。

單向OBC中的DC-DC轉換器通常采用LLC諧振拓撲，這是一種單向拓撲，在反向工作模式下，轉換器的電壓增益會受到限制，從而降低了其性能。

因此，圖四所示的雙向CLLC諧振轉換器更適合雙向OBC的DC-DC級，它在充電和放電模式下都實現(xiàn)了高效率和寬輸出電壓范圍。

圖四：雙向CLLC DC-DC拓撲

在電動汽車雙向OBC應用中，CLLC諧振轉換器采用軟開關提高效率，采用初級側的零電壓開通（ZVS），次級側ZVS+ZCS開關相結合的方式。

另一種常見的雙向DC-DC轉換器拓撲是雙有源橋（DAB），它的操作非常簡單，通過移相調(diào)節(jié)輸出。

然而它的ZVS范圍有限，并且由于DAB關斷電流高于CLLC，開關損耗高于CLLC，因此，DAB的效率低于CLLC。

審核編輯 黃宇