电动汽车升压功率变换器技术

升压功率变换器一般有两种结构：Boost型和全桥逆变式。

（1）Boost型升压功率变换器

Boost型变换器也称为并联开关变换器，其电路原理如图5-14所示，由开关管V₁、二极管VD₁、储能电感L₁和输出滤波电容C₁组成。当V₁导通时，能量从输入端流入并储存于电感L₁中，由于V₁导通期间正向饱和管压降很小，二极管VD₁反偏，变换器输出由滤波电容C₁提供能量。当V₁截止时，电感L₁中电流不能突变，它所产生的感应电动势阻止电流减小，感应电动势的极性为右正左负，二极管VD₁导通，电感中储存的能量经二极管VD₁流入电容C₁，并供给输出端。如果开关管V₁周期性地导通和截止，开关周期为T，其中导通时间为t_on，截止时间为T-t_on，则Boost型变换器输出电压U_o和输入电压U_i之间的关系为

图5-14 Boost型升压变换器的电路原理

由式（5-3）可知，当开关周期T不变、改变导通时间t_on时，就能获得所需的上升电压值。

当开关管V₁导通时，其饱和压降只有2～3V。在V₁截止期间，二极管VD₁的压降为1V左右，因此，Boost型变换器的效率可以高达90%以上；而且，其电路结构简单、器件少，作为车载变换器，还具有重量轻、体积小的特点。(www.xing528.com)

（2）全桥逆变式升压功率变换器

全桥逆变式升压变换器的电路原理如图5-15所示，主要由开关管V₁～V₄、中频升压变压器TR和输出整流二极管VD₁、VD₂组成。开关管V₁～V₄构成全桥逆变电路，需要两组相位相反的驱动脉冲进行控制：当V₁和V₄同时导通、V₂和V₃同时截止时，输入电压U_i通过V₁和V₄加到中频变压器TR的一次绕组上，原边电压U_TR=U_V1；当V₁和V₄同时截止、V₂和V₃同时导通时，输入电压U_i通过V₂和V₃反方向地加到中频变压器TR的一次绕组上，一次电压U_TR=-U_V1；当开关管V₁～V₄同时截止时，U_TR=0。这样，通过开关管V₁～V₄的交替导通和关断，将输入的直流电压转换成交流电压加到变压器上，其二次电压通过VD₁和VD₂整流，输出直流电压。如果开关管V₁～V₄开关周期为2T，导通时间为t_on，变压器二次、一次变比为n，则全桥逆变式变换器输出电压U_o和输入电压U_i之间的关系为

图5-15 全桥逆变式升压变换器的电路原理

由式（5-4）可知：当采用升压变压器时，n＞1，可获得变换器的升压特性；当开关周期T不变、改变导通时间t_on时，就能调节输出的电压值。

与Boost电路相比，全桥逆变式变换器的输入和输出是通过中频变压器隔离的，由于变压器具有一定的频率响应带宽，在变换器输入端和变压器一次电路产生的部分高频干扰信号不能传输到变换器的输出端。因此，作为车载变换器，全桥逆变式结构具有较好的电磁兼容性。