电动汽车降压功率变换器应用技术

（1）直流斩波（Buck）式降压功率变换器

图5-10所示为Buck式降压变换器的基本电路，其中：U_i是输入电压；L、C分别为电感与电容，对输出电压和电流进行滤波；Q为功率开关；VD为续流二极管。当Q导通时，输出电压U_o等于输入电压U_i；当Q关断时，输出电压等于0。通过Q的交替导通与关断获得给定可调的输出电压，达到降压的目的。其输入电压与输出电压的关系：

式中 D——开关占空比，0≤D≤1。

因此，U_o≤U_i。

图5-10 Buck式降压变换器的基本电路

Buck电路是非隔离式的，一般用在输入、输出电压相差不大的场合，如用于车载小功率高压直流电机的调速。

（2）单端正激式降压功率变换器

如图5-11所示，单端正激式降压变换器由Buck电路衍生而来，在变压器TR的一次侧，通过开关管Q的交替导通与关断，在绕组N₁上产生占空比可调的电压脉冲，通过变压器的电磁耦合作用，变压器二次绕组N₂的输出经过整流和滤波后输出直流电压U_o。输入电压与输出电压的关系为

(www.xing528.com)

式中 D——开关占空比，0≤D≤1。

图5-11 单端正激式降压变换器的电路原理

与Buck电路相比，该公式多了一项变压器二次、一次的匝数比，通过选择合适的变压器降压匝数比，可以得到输出平稳的电压。同时，由于输入、输出电压的隔离性质，单端正激式功率变换器广泛应用于车载24V辅助电池的充电电源。图5-12所示为降压功率变换器实物及示意。

图5-12 降压功率变换器实物及示意

如图5-13所示，功率回路以控制回路的驱动信号为基础，打开、关闭晶闸管输入直流电，供给变压器交流电压。在变压器中变压后的交流电压经整流二极管整流，整流后的断续直流电压经平滑电路平滑后对辅助电池充电。控制回路除了完成以上功能外，还具有输出限流、输入过电压保护、过热保护和警报功能。

图5-13 内部结构组成示意