双有源桥数字电源方案:有效提升高压——低压直流电源转换效率

发布时间:2025-08-27 阅读量:1166 来源: 我爱方案网 作者: suii

随着大功率双向直流变换器受到越来越多的关注,双有源桥直流变换器(DAB)受到工程师追捧,由于它具有高功率密度、高电压传输比、易于实现软开关等优点,在新能源汽车、电力电子变压器、可再生能源发电等场合有着重要的应用。


双有源桥(DAB)作为大功率隔离双向DC-DC变换器的一种,与其他大功率隔离双向DC-DC变换器相比,DAB的最大优势是其功率密度大,且体积重量相对较小。DAB结构对称,两边各由全桥结构的拓扑构成,可实现能量的双向传输,且能实现两侧的电气隔离。开关管应力较低,且没有额外的滤波电感,仅通过变压器的漏感作为能量传输单元,变换器可实现很高的功率密度。


快包分析师基于小华HC32F334数字电源芯片的双有源桥DAB方案,它在一定功率范围内可以实现ZVS软开关,这样工作频率就可以设置得较高,可进一步减小变压器和滤波电容的体积,提高功率密度。传统的DAB调制策略为单移相控制(SPS),仅通过调节两侧H桥输出交流方波之间的移相角来控制功率的流动,相比之下双有源桥DAB的优势就立见高下了。


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小华半导体HC32F334数字电源芯片的双有源桥DAB方案

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方案简介:

本参考设计基于小华半导体HC32F334数字电源芯片完成了双有源桥DAB的应用方案开发,验证了HC32F334芯片完全能够胜任模拟与数字相结合、需要多重移相的复杂PWM发波数字电源应用场景;高效的系统设计、出色的性能指标以及完整的故障保护机制,验证了HC32F334芯片针对数字电源设计的优异性能。


方案优势:

• 基于自主知识产权的数字电源控制器方案

• 采用三重移相控制方案,提高系统效率

• 使用芯片自主间隔运行功能实现burst模式与连续运行无缝切换,burst模式下输出电压纹波小

• 刹车保护功能齐全:输入输出过流,腔电流过流,输入输出过压等

• 峰值效率高达97.0%


方案规格:

• 原边侧电压范围: 350~420V

• 副边侧电压范围: 42~55V

• 最大输出功率: 1200W

• 开关频率: 100kHz

• 峰值效率: 97.0%


方案测试波形结果:

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应用案例与主要规格:

1. 新能源汽车领域

l车载充电系统(OBC)

支持高压电池组(350-420V)与低压系统(42-55V)之间的高效能量双向转换,实现快充和V2G(车到电网)功能。

l高压-低压DC-DC转换

为车载12V/48V低压系统供电,同时支持制动能量回收时反向升压。


2. 可再生能源发电与储能

l光伏/储能系统

用于光伏逆变器与电池储能之间的隔离DC-DC接口,实现宽电压范围(如420V直流母线至48V电池组)的高效能量调度。

l微电网系统

在直流微电网中实现不同电压等级母线间的双向功率流动,提升系统灵活性


3. 电力电子变压器(固态变压器)

l中低压直流配电网

作为电力电子变压器的核心模块,实现高压直流(如400V)与低压直流(如48V)的隔离转换,支持智能电网的能源路由。


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