安森美：深度解析直流超快充電樁設計中的拓撲結構選擇

來源：安森美官網| 發布日期：2024-03-05 10:05:48 瀏覽量：

在當今的電動車市場，直流超快充電樁的設計和性能至關重要。安森美公司在最新的技術解析中詳細介紹了交錯式DAB變換器、雙有源橋諧振變換器、三電平DNPC LLC諧振變換器以及串聯半橋(LLC)諧振變換器等拓撲結構的特點和優勢。

交錯式DAB變換器

交錯式DAB變換器將損耗分配到兩個變壓器，允許使用成本優化的安森美EliteSiC全橋功率集成模塊。通過使用EliteSiC F2全橋功率集成模塊，如NXH008T120M3F2PTHG，可以開發60kW DAB變換器，并利用Elite Power仿真工具計算所有橋的功率損耗。為了實現360kW直流快速充電系統，可以并聯6路60kW充電系統模塊。安森美建議在60kW隔離組件塊的初級和次級上實施F2全橋模塊，具體如下圖：

交錯式DAB變換器

雙有源橋諧振變換器

雙有源橋(DAB)諧振變換器是DAB變換器的替代解決方案，可實現雙向功率流。主要使用LC(串聯諧振)、LLC和CLLC諧振電路。CLLC DAB變換器在兩個功率流方向上提供相同的電壓增益特性，同時減少電容上的應力。在DAB諧振變換器中，循環的無功功率較小，但在三電平DNPC LLC諧振變換器

DNPC(LLC)諧振變換器采用三電平拓撲，具有高效率和低損耗的特點。通過使用三電平DNPC(LLC)諧振變換器，可以實現更高功率密度和更低的開關損耗。安森美建議在設計中考慮輸出電壓的范圍、諧振回路值、開關頻率范圍以及軟開關條件等因素，以實現最佳性能。

串聯半橋(LLC)諧振變換器

串聯半橋(LLC)諧振變換器結構簡單，適用于寬輸入電壓或輸出電壓范圍。與DNPC拓撲相比，串聯半橋(LLC)諧振變換器具有更簡單的結構，提供更多的靈活性和可調性。

經過對各種隔離式DC-DC拓撲結構的評估，安森美認為雙有源橋變換器(DAB)拓撲是更優化的解決方案，特別適用于具有雙向充電功能的設計。DAB變換器具有較少的元器件，且在高功率直流快速充電樁應用中無需串聯諧振電容，能夠實現更高效的能量轉換。

對于大于100kW的設計，交錯式DAB變換器被認為是一種合適的拓撲結構，能夠滿足高功率系統的需求。安森美使用NXH010P120M3F1半橋模塊開發了25kW直流快速充電樁參考設計，展示了這種拓撲結構在實際應用中的性能和可靠性。通過深入分析和比較不同拓撲結構的特點和優勢，安森美為直流超快充電樁的設計提供了更多的選擇和參考，為行業發展和技術創新提供了有力支持。

附贈：DC?DC轉換的EliteSiC M3S 功率集成模塊選型表

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