

许多系统采用各种不同的供电电压标准,宽电压范围的DC/DC变换器覆盖能够多种需求,对于采用电池和电容的系统也能够具有更长的保持时间。以电动车为例,高压电池电压范围220-450V,低压蓄电池7-14V,连接高压和低压电池的DC-DC输入电压和输出电压范围较宽。
传统方案可以大致分为单级方案和两级方案。单级方案由于器件利用率不够高,通常电压范围不够宽,或者较宽电压范围下效率较低;两级方案通常采用四开关升降压拓扑FSBB(Four Switch Buck-Boost)+LLC(DCX)的方案,分别实现调压与隔离的功能,这提高了两级整体的效率,但是牺牲了功率密度。并且这种方案在宽电压范围下调压级的电感体积和损耗难以进一步降低。
本工作提出了一种适用于宽输入和宽输出电压的DC-DC两级方案。前级利用载波移项调制控制的级联半桥单元实现电感电流纹波的倍频,大幅减小了电感的体积和损耗;后级采用元胞化的DCX方案,输出并联情况下,利用DCX实现多个单元的自动均压以及良好的动态性能。
样机参数:
Vin: 200-400V
Vo: 17-34V-2kW
Efficiency(full load): ~98%(28Vo, Projected)
Power density: ~700W/in3(Projected)