1 引言

隨著汽車系統(tǒng)對(duì)電源的需求不斷增長、政府對(duì)溫室氣體排放的要求越來越嚴(yán)格，以及從機(jī)械部件轉(zhuǎn)換到電氣功能來縮減尺寸和重量，傳統(tǒng)的 12V 汽車鉛酸電池已達(dá)到可用功率限制。^{[1, 2]}為了解決這一功率限制問題，汽車制造商正在開發(fā)一個(gè)雙電壓電氣平臺(tái)，該平臺(tái)將較小的 12V 電池（用于與現(xiàn)有系統(tǒng)兼容）與運(yùn)行高功率負(fù)載的 48V 鋰離子電池包組合在一起，其中包括：

• 動(dòng)力總成 — 超級(jí)充電和再生制動(dòng)。
• 底盤/安全 — 主動(dòng)式翻滾抑制系統(tǒng)和自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，例如雷達(dá)、攝像頭、激光雷達(dá)和超聲波傳感器系統(tǒng)。

如圖 1 中所示，這種雙總線架構(gòu)提供了一種途徑，可提高傳統(tǒng)汽油或柴油內(nèi)燃機(jī) (ICE) 車輛的性能，而安裝全混合動(dòng)力總成對(duì)成本和重量造成的不利影響更小。^{[3, 4]}這種輕混合動(dòng)力電動(dòng)汽車 (mHEV) 架構(gòu)涉及動(dòng)力總成相對(duì)不顯眼的電氣化。此外，由于穩(wěn)態(tài)電壓低于 60V 時(shí)，該系統(tǒng)不被指定為“高電壓系統(tǒng)”。

因此，mHEV 系統(tǒng)需要：

• 更少的絕緣保護(hù)工作。
• 尺寸較小且增量成本更少的電氣元件。
• 設(shè)計(jì)更緊湊，因?yàn)榕c高壓混合動(dòng)力解決方案相比，各個(gè)元件之間的間隙更小。

如圖 1 所示，一個(gè)集成帶式起動(dòng)發(fā)電機(jī) (BISG) 向 48V 板網(wǎng) (BN48) 和電池提供回收能量。這種配置還可以通過皮帶耦合到發(fā)動(dòng)機(jī)的前端附件驅(qū)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)一定程度的扭矩輔助。這稱為 P0 配置。^{[5,6 ]}其他拓?fù)浔恢付?P1、P2、P3 或 P4，其中的電機(jī)可能耦合到曲軸、變速系統(tǒng)或后軸驅(qū)動(dòng)。

電流控制型降壓/升壓穩(wěn)壓器（加上安全開關(guān)）^{[2, 7]}可在圖 1 中的 BN12 (12V) 和 BN48 (48V) 端口之間提供雙向電源傳輸能力，從而使兩個(gè)電池能夠在需要時(shí)同時(shí)供電。該穩(wěn)壓器的基本半橋開關(guān)單元可通過支持多個(gè)并聯(lián)相位進(jìn)行擴(kuò)展，從而滿足更高的電流需求。請(qǐng)注意，低壓系統(tǒng)和高壓系統(tǒng)有一個(gè)公共接地，并且接地端子通過物理上獨(dú)立的接地螺栓/連接進(jìn)行連接。^{[3, 4]}

本文重點(diǎn)介紹為 48V 側(cè)信號(hào)路徑和控制電路供電的隔離式電源。所述的初級(jí)側(cè)穩(wěn)壓 (PSR) 反激式轉(zhuǎn)換器系列具有簡(jiǎn)單、多用途、解決方案尺寸小、噪聲低、可靠性高且物料清單成本低等特性。