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圖3.F1-2 PACK SiC MOSFET半橋模塊.1200 V，10 mΩ

    在研究DC-DC轉(zhuǎn)換級(jí)時(shí)，主要采用了三種隔離拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：全橋LLC諧振轉(zhuǎn)換器（LLC轉(zhuǎn)換器）、全橋移相雙有源橋（DAB）零電壓過(guò)渡（ZVT）轉(zhuǎn)換器（DAB-ZVT轉(zhuǎn)換器）和全橋移相零電壓過(guò)渡轉(zhuǎn)換器（ZVT轉(zhuǎn)換器）（圖4、5和6）。

    LLC轉(zhuǎn)換器在初級(jí)端實(shí)現(xiàn)了零電壓開(kāi)關(guān)（ZVS），同時(shí)在諧振頻率及以下——在次級(jí)端實(shí)現(xiàn)了零電流開(kāi)關(guān)（ZCS）從而在諧振頻率附近產(chǎn)生了非常高的峰值效率。作為一個(gè)純粹的頻率調(diào)制（FM）系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)工作點(diǎn)偏離諧振頻率時(shí)，這可能是需要寬輸出電壓操作時(shí)的情況，LLC的能效就會(huì)下降。然而，先進(jìn)的混合調(diào)制方案使今天的脈沖調(diào)制（PWM）與調(diào)頻相結(jié)合，限制了最大頻率失控和高損耗。不過(guò)，這些混合實(shí)現(xiàn)方式還是給已經(jīng)有時(shí)很麻煩的LLC控制算法增加了復(fù)雜性。此外，并聯(lián)的LLCs轉(zhuǎn)換器的電流共享和同步也不是件容易的事。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)有可能在相對(duì)較小的電壓范圍內(nèi)工作時(shí)，和/或當(dāng)具備實(shí)施結(jié)合調(diào)頻和PWM的先進(jìn)控制策略的開(kāi)發(fā)技能時(shí)，LLC是一種難以超越的設(shè)計(jì)。它不僅可以提供最高的能效，而且從各個(gè)角度看都是一個(gè)非常全面的解決方案。LLC可以作為CLLC以雙向形式實(shí)現(xiàn)，這是另一種復(fù)雜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

圖6.全橋移相ZVT轉(zhuǎn)換器

    所討論的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)存在多種變體，帶來(lái)額外的優(yōu)勢(shì)和折衷。圖16顯示了用于快速電動(dòng)車(chē)充電的全橋LLC轉(zhuǎn)換器的一個(gè)常見(jiàn)替代方案。在移相中，開(kāi)關(guān)在輸入電壓的一半以下，并使用600 V和650 V的斷電電壓器件。650 V SiC MOSFET、650 V SuperFET 3快速恢復(fù)（FR）MOSFET和650 V FS4 IGBT將有助于解決不同的系統(tǒng)要求。同樣，用于初極端的二極管和整流器需要650 V的阻斷電壓等級(jí)。這些3級(jí)架構(gòu)允許單極開(kāi)關(guān)，這有助于減少峰值電流和電流紋波，這將導(dǎo)致用更小的變壓器。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的主要缺點(diǎn)之一是，與具有較少電源開(kāi)關(guān)的2級(jí)版本相比，控制算法需要額外的復(fù)雜程度。雙有源橋以及雙有源橋可以很容易地在初級(jí)端和次級(jí)端并聯(lián)或堆疊，以最配合快速電動(dòng)汽車(chē)充電器的電流和電壓需求。

圖7.3-級(jí)全橋LLC轉(zhuǎn)換器-這種變體在初級(jí)端堆疊（只有一半的輸入電壓應(yīng)用于每個(gè)變壓器），在次級(jí)端并聯(lián)

    關(guān)于次級(jí)端整流，如圖8所示，可以有多種解決方案，而且都可以使用不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。對(duì)于400 V和800 V的電池水平和全橋整流，650 V和1200 V的SiC肖特基二極管通常是獨(dú)特的性價(jià)比解決方案。由于其零反向恢復(fù)特性，與硅基替代品相比，這些器件大大增強(qiáng)了整流性能和能效，大大降低了損耗和整流級(jí)的復(fù)雜性。硅基二極管，如Hyperfast、UltraFast和Stealth，可以作為成本非常有限的項(xiàng)目的替代品，但要犧牲性能和增加復(fù)雜性。采用中心抽頭整流的解決方案（圖6）對(duì)于高電壓輸出整流級(jí)來(lái)說(shuō)并不方便。與全橋整流不同的是，在全橋整流中，二極管的標(biāo)準(zhǔn)反向電壓等于輸出電壓，而在中心抽頭配置中，二極管要承受這個(gè)數(shù)值的兩倍。常規(guī)的全橋移相轉(zhuǎn)換器（電感在次級(jí)端），正如所解釋的那樣，在兩種整流方法（全橋或中心抽頭整流）中都需要更高的擊穿電壓二極管。為了克服常規(guī)全橋移相轉(zhuǎn)換器對(duì)1200 V或1700 V額定二極管的需求，幾個(gè)輸出將被串聯(lián)起來(lái)。