电动汽车直流快充方案设计【含参考设计】
大功率直流充电系统架构
大功率直流充电设计标准
国家大功率充电标准“chaoji”技术标准设计目标是未来可实现电动汽车充电5分钟行驶400公里。
“chaoji”技术标准主要设计参数如下：
最大电压：目前1000v （可扩展到1500v）；
最大电流：带冷却系统 500a（可扩展到600a）；
不带冷却系统 150-200a；
最大功率：900kw。
大功率直流充电系统架构
大功率直流快充系统一般由以下几部分构成：
三相有源整流前端完成ac-dc转换；
功率因数校正(pfc)；
具有隔离功能的dc-dc转化器，输出电动车电池需要的电压。
图片来自：onsemi
如下图25kw的直流充电桩的架构图所示，在实际设计的过程中，需要充电桩的输出功率和使用场景的不同，考虑到更多的维度包括：
功率拓扑，包括pfc和dc-dc的电源拓扑；
开关调制模式；
开关频率及损耗；
整机热管理；
辅助电源设计；
单相还是双向。
25 kw电动车直流充电桩的高级框图
图片来自：onsemi
有源整流升压级(pfc)
常见的商用直流充电器要求实现0.99的功率因数和低于7%的总谐波失真。
3相6开关有源整流与t-npc或i-npc等3级pfc维也纳拓扑结构相比，高效而且可以实现双向输出，元件数量也少。
系统的开关频率被设定为70 khz，以保持二次谐波低于150 khz，传导辐射能够得到控制，也简化了emi滤波器的复杂性。
三相6开关拓扑结构，带有功率因数校正(pfc)
图片来自：onsemi
双有源全桥(dc-dc)
dc-dc级包含两个全桥、一个25千瓦的隔离变压器和一个初级侧的外部漏电感，以实现零电压开关(zvs)。
双有源桥(dab)dc-dc级
图片来自：onsemi
双有源桥(dab)在实现双向运行的基础之上，利用移相调制可以实现在200 v至1000 v的输出电压时，峰值的能效达到98%。开关频率设定为100 khz，将开关损耗、磁芯和交流损耗保持在合理的水平。
另一种方案是cllc谐振转换器，是对llc的改版，可实现双向工作。然而如果想要，控制、优化和调整cllc以实现双向功能，并在较宽的输出电压范围实现高输出功率，需要结合频率调制和脉冲宽度调制，控制相对复杂。
30kw汽车直流快充llc电源方案
参考设计资料
原理图：
pcb文件：
bom文件：
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双有源桥(dab)dc-dc级
图片来自：onsemi
双有源桥(dab)在实现双向运行的基础之上，利用移相调制可以实现在200 v至1000 v的输出电压时，峰值的能效达到98%。开关频率设定为100 khz，将开关损耗、磁芯和交流损耗保持在合理的水平。
另一种方案是cllc谐振转换器，是对llc的改版，可实现双向工作。然而如果想要，控制、优化和调整cllc以实现双向功能，并在较宽的输出电压范围实现高输出功率，需要结合频率调制和脉冲宽度调制，控制相对复杂。
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