DCDC變換器作為電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)中很重要的一部分，它的一類重要功用是為動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，空調(diào)以及其他輔助設(shè)備提供所需的電力。另一類，是出現(xiàn)在復(fù)合電源系統(tǒng)中，與超級(jí)電容串聯(lián)，起到調(diào)節(jié)電源輸出，穩(wěn)定母線電壓的作用。

DCDC在電動(dòng)汽車電氣系統(tǒng)中給車載電氣供電，它的電能來(lái)自于動(dòng)力電池包，去處是給車載用電器供電。

DCDC分類和工作原理

1、隔離型和非隔離型

什么是電氣隔離？

電氣隔離就是將電源與用電回路作電氣上的隔離，即將用電的分支電路與整個(gè)電氣系統(tǒng)隔離，使之成為一個(gè)在電氣上被隔離的、獨(dú)立的不接地安全系統(tǒng)，以防止在裸露導(dǎo)體故障帶電情況下發(fā)生間接觸電危險(xiǎn)。實(shí)現(xiàn)電氣隔離以后，兩個(gè)電路之間沒(méi)有電氣上的直接聯(lián)系。即兩個(gè)電路之間是相互絕緣的。同時(shí)還要保證兩個(gè)電路維持能量傳輸?shù)年P(guān)系。電氣隔離的作用主要是減少兩個(gè)不同的電路之間的相互干擾，降低噪聲。
非隔離雙向DCDC，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，每個(gè)部件都是直接相連，沒(méi)有額外的能量損失，工作效率比較髙。對(duì)升壓側(cè)的電容要求比較高。主要的非隔離DCDC電路結(jié)構(gòu)有雙向半橋boost-buck電路，雙向buck-boost電路，雙向buck電路，雙向Zate-Sepic電路。
隔離型雙向DCDC，在非隔離型雙向DCDC轉(zhuǎn)換器的基礎(chǔ)上加上一個(gè)高頻變壓器就構(gòu)成了隔離型雙向DCDC轉(zhuǎn)換器，高頻變壓器兩側(cè)的電路拓?fù)淇梢允侨珮蚴?、半橋式、推挽式等等。這幾種隔離型的雙向DCDC轉(zhuǎn)換器，采用了更多的功率開關(guān)，電壓變比大，帶電氣隔離等優(yōu)點(diǎn)。但是這類DCDC轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本也相對(duì)較高，轉(zhuǎn)換器的損耗高，低頻時(shí)會(huì)導(dǎo)致隔離變壓器鐵芯飽和，損耗會(huì)進(jìn)一步增加。因此，非隔離型雙向DCDC轉(zhuǎn)換器比隔離型在電動(dòng)汽車上運(yùn)用更具有優(yōu)勢(shì)。

DCDC系統(tǒng)三個(gè)組成分

1、主電路

又叫做功率模塊，是整個(gè)DCDC的主體。

2、驅(qū)動(dòng)模塊

對(duì)于控制芯片輸出的四路 PWM 驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)說(shuō)，并不能直接驅(qū)動(dòng)四個(gè)功率開關(guān)管。所以，一般來(lái)說(shuō)，開關(guān)電源是需要配套一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)管。驅(qū)動(dòng)電路種類很多，主要由以下三種:

直接耦合型：控制芯片的每一路輸出 PWM 驅(qū)動(dòng)信號(hào)經(jīng)過(guò)由兩個(gè)三極管組成的放大電路來(lái)驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)管。此種方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)控制部分與主電路的隔離。
 

脈沖變壓器耦合型驅(qū)動(dòng)電路：此電路是在直接耦合型的基礎(chǔ)上加上了一個(gè)脈沖變壓器，實(shí)現(xiàn)了控制電路與主電路的隔離。但是這種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是，涉及到變壓器的設(shè)計(jì)、制作等方面，比較復(fù)雜。

驅(qū)動(dòng)芯片的驅(qū)動(dòng)電路：為了更加方便地來(lái)驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)管，很多公司研制出驅(qū)動(dòng)芯片，驅(qū)動(dòng)芯片可以輸出較大的功率，驅(qū)動(dòng)開關(guān)管，而且隨著芯片的小型化發(fā)展，現(xiàn)在的驅(qū)動(dòng)芯片體積非常小，有各種封裝形式。利用驅(qū)動(dòng)芯片對(duì)功率開關(guān)管驅(qū)動(dòng)，這種方法比較簡(jiǎn)單，但是控制電路與主電路仍然沒(méi)有實(shí)現(xiàn)隔離。

3、控制模塊

主電路的反饋主要有三種控制模式：電壓控制模式，峰值電流控制模式，平均電流控制模式。

電壓控制模式：屬于電壓反饋，利用輸出電壓進(jìn)行校正，是單環(huán)反饋模式，輸出電壓采樣與輸入基準(zhǔn)電壓比較，得到的輸出信號(hào)與一鋸齒波電壓比較，輸出 PWM波信號(hào)。電壓控制模式設(shè)計(jì)以和運(yùn)用都比較簡(jiǎn)單，但是電壓控制模式?jīng)]有對(duì)輸出電流進(jìn)行控制，有一定的誤差存在，并且輸出電壓先經(jīng)過(guò)電感以及電容的濾波，使得動(dòng)態(tài)響應(yīng)比較差。

峰值電流控制模式：峰值電流控制模式與電壓控制模式的區(qū)別在于，峰值電流控制模式中，把電壓控制模式的那一路鋸齒波形，轉(zhuǎn)換成了電感的瞬時(shí)電流與一個(gè)小鋸齒波的疊加。但是電感的瞬時(shí)電流并不能表示平均電流的情況。

平均電流控制模式：屬于雙環(huán)控制方式，電壓環(huán)的輸出信號(hào)作為基準(zhǔn)電流與電感電流的反饋信號(hào)比較。設(shè)置誤差放大器，可以平均化輸入電流的一些高頻分量，輸出的經(jīng)過(guò)平均化處理的電流，再與芯片產(chǎn)生的鋸齒波進(jìn)行比較，輸出合適的 PWM 波形。
相比三種控制方式，平均電流的控制方式不限制占空比，對(duì)輸出電壓和電感電流均進(jìn)行反饋，有比較好的控制效果。采用平均電流控制方式進(jìn)行反饋電路的設(shè)計(jì)時(shí)，把電流環(huán)是看作電壓環(huán)的一部分。