在前幾期的文章中，我們向大家介紹了迪龍新能源研發(fā)生產(chǎn)的車載充電機(jī)產(chǎn)品，我們都知道迪龍新能源是全球知名的車載電源制造商，主要產(chǎn)品有車載充電機(jī)、DC/DC轉(zhuǎn)換器和車載集成一體機(jī)等，其中，車載充電機(jī)采用了先進(jìn)的功率因數(shù)PFC和LLC諧振電路技術(shù)，擁有較高的轉(zhuǎn)換效率和功率密度。

迪龍：車載充電機(jī)

車載充電機(jī)（on board charger；OBC）是電動(dòng)汽車充電的核心，PFC電路直接影響著其充電效率。下面我們就通過本篇文章，一起來了解一下PFC電路和LLC諧振電路。

常見的OBC硬件電路可分為主回路和控制電路，控制電路通過傳感器、ECU和IGBT驅(qū)動(dòng)等完成信號(hào)接收與充電控制，主回路電路通?？煞譃閮杉?jí)，前級(jí)為功率因數(shù)校正PFC模塊，提高輸入的功率因數(shù)并抑制高次諧波，后級(jí)為DCDC轉(zhuǎn)換器，即LLC模塊，滿足電池充電對(duì)電流電壓的要求，并實(shí)現(xiàn)電氣隔離。

控制電路采集輸出電流、電壓信號(hào)，實(shí)現(xiàn)PFC電路和逆變電路的控制，功率因數(shù)校正模塊（PFC，Power Factor Correction）實(shí)現(xiàn)輸入交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，且保證輸入電流與電壓同相位，它直接決定了OBC的能量利用效率，降低充電系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)造成的諧波污染。

功率因數(shù)是指交流電路有功功率與視在功率的比值。在交流系統(tǒng)中，供電電源提供正弦電壓波形，用電負(fù)載影響電流波形，在一般的阻性負(fù)載中，電流波形與電壓波形形狀一致，相位一致，則功率因數(shù)為1，電壓與電流的乘積始終為正，負(fù)載電流消耗100%轉(zhuǎn)換為負(fù)載功率，能量利用效率高。

如果用電負(fù)載產(chǎn)生了電流相位偏移（電流與電壓在特定時(shí)間點(diǎn)在循環(huán)中的位置不一致）或者諧波電流（電流頻率與電壓頻率不同），則電流與電壓的乘積會(huì)產(chǎn)生負(fù)數(shù)，即無功功率，導(dǎo)致功率因數(shù)降低。

常見的PFC電路結(jié)構(gòu)主要有BOOST型升壓電路、交錯(cuò)并聯(lián)型PFC、全橋PFC、Buck、反激式、Cuk式、Zeta式等等。

其中，當(dāng)前最主流的電路結(jié)構(gòu)是BOOST型升壓電路，BOOST型升壓電路用于前級(jí)功率因數(shù)校正模塊，具有控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和工作性能穩(wěn)定的特點(diǎn)。

該電路的優(yōu)點(diǎn)是輸入電流連續(xù)，EMI和RFI較低，輸入電感可以降低對(duì)輸入濾波的要求，功率因數(shù)較高，缺點(diǎn)是隨著輸出功率的增加，導(dǎo)通損耗增大，效率降低同時(shí)對(duì)散熱也有較高要求，電感體積較大，輸出紋波電流也較大。

隨著OBC功率等級(jí)的不斷提高，BOOST型PFC的使用受到限制，而交錯(cuò)并聯(lián)技術(shù)能夠有效降低功率器件的電流應(yīng)力，減小電流紋波和磁性元件的體積并提升設(shè)備的功率等級(jí)，典型的交錯(cuò)并聯(lián)BOOST PFC電路采用兩路BOOST電路并聯(lián)，相互互補(bǔ)工作。

該電路的優(yōu)點(diǎn)是工作時(shí)由于電路紋波電流的抵消使得輸入和輸出的紋波電流較低，相應(yīng)的濾波電路尺寸可以減小，相比BOOST型升壓電路，損耗降低，但是器件數(shù)目增加使成本升高，對(duì)散熱也有較高要求。

后級(jí)DCDC轉(zhuǎn)換器受控于電池管理系統(tǒng)，根據(jù)電池組反饋的電量信息和所需的充電模式及時(shí)調(diào)整輸出，實(shí)現(xiàn)智能充電，DCDC接收前級(jí)PFC提供的穩(wěn)定母線電壓，輸出寬范圍、低紋波的直流電壓。常見的DCDC電路主要有移相全橋型、LLC諧振電路、推挽式電路等。

移相全橋型，可以達(dá)到最大的輸出功率，適用于大功率的場(chǎng)合，但是由于結(jié)構(gòu)與控制電路的復(fù)雜導(dǎo)致成本較高，可靠性相對(duì)較低。

LLC諧振電路，具有開關(guān)損耗低，輸入電壓與輸出電壓調(diào)節(jié)范圍寬的優(yōu)點(diǎn)。由于諧振元件都集中到一個(gè)磁性元件上，因而減小了變換器的體積。

迪龍新能源OBC產(chǎn)品輸出功率涵蓋了2KW-40KW，可滿足乘用車、商用車、客車、專用車等各類新能源汽車的應(yīng)用需求，以及滿足船載、艦載的應(yīng)用需求。交流輸入采用有源功率因數(shù)校正PFC，功率因數(shù)≥0.99，有效實(shí)現(xiàn)了綠色電網(wǎng)，具有AC220V（85V-265V）&AC380V（147V-457V）寬電壓輸入范圍，滿足國(guó)內(nèi)外充電標(biāo)準(zhǔn)需求，并且具備過熱保護(hù)、電池反接保護(hù)、空載保護(hù)、短路保護(hù)、過壓欠壓保護(hù)、過流保護(hù)、充滿電自動(dòng)關(guān)機(jī)…等完備的安全防護(hù)功能。

散熱方式有自冷、風(fēng)冷和液冷設(shè)計(jì)，采用密封式防水防塵結(jié)構(gòu)，等級(jí)高達(dá)IP67，溫升比自然冷卻低，整機(jī)工作穩(wěn)定可靠，滿足各種惡劣環(huán)境需求，無故障運(yùn)行時(shí)間更長(zhǎng)。

更重要的是，迪龍新能源OBC對(duì)動(dòng)力電池采用智能充電，充電過程中判斷電池的相對(duì)容量和識(shí)別環(huán)境溫度。根據(jù)電池狀態(tài)采用恒壓、恒流、恒功率自動(dòng)轉(zhuǎn)換法充電，有效節(jié)省了充電時(shí)間，延長(zhǎng)電池使用壽命。

審核編輯黃宇