ZHCAFU7 October   2025 TPSI31P1-Q1

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1简介
  5. 2直流母线电容器预充电的系统挑战
  6. 3系统方案
    1. 3.1 隔离开关驱动器
    2. 3.2 有源预充电控制器
    3. 3.3 分立式高压降压设计
    4. 3.4 独立隔离式 DCDC 升压设计
    5. 3.5 集成式预充电设计
      1. 3.5.1 双向高压转低压 (HV-LV) DCDC
      2. 3.5.2 电池加热器
  7. 4总结
  8. 5术语
  9. 6参考资料

电池加热器

图 3-12 展示了一种集成式设计的方框图,该设计用于从正极方向对直流母线电容器进行预充电。最初,KL1 闭合,Q7 和 Q3 激活以为电感器 L1 充电。随后,Q7 停用,导致电感器电流流经 Q3、HV_BAT、KL1、C_DC_link 和 Q4。此过程将 C_DC_link 预充电至电池电压。此后,Q1 和 Q2 激活,以在 HV_BAT 和 C_DC_link 之间建立并联连接。

需要加热电池时,Q1 和 Q2 停用,同时 Q3 和 Q7 激活以为 L1 充电。接下来,Q7 停用且 Q4 激活,导致直流母线电容器上的电压超过 HV_BAT。在 L1 中的电流反转方向后,直流母线电容器放电至 HV_BAT。随后,Q4 停用且 Q7 激活,导致 HV_BAT 上的电压超过直流母线电容器的电压。在 L1 中发生另一次电流反转后,下一个周期开始。该控制方法有助于在 HV_BAT 和直流母线电容器之间发生能量振荡,从而加热 HV_BAT。

 集成式预充电设计 1 的方框图图 3-12 集成式预充电设计 1 的方框图

图 3-13 展示了一种集成式设计的方框图,该设计用于从负极方向对直流母线电容器进行预充电。最初,KL1 激活,Q5 和 Q8 激活以为电感器 L1 充电。随后,Q8 停用,导致电感器电流流经 Q6、C_DC_link、KL1、HV_BAT 和 Q5。此过程将 C_DC_link 预充电至电池电压。此后,Q1 和 Q2 激活,以在 HV_BAT 和 C_DC_link 之间建立并联连接。

 集成式预充电设计 2 的方框图图 3-13 集成式预充电设计 2 的方框图

该集成式设计代表了一种系统级方案。为了实现直流母线电容器预充电和 HV_BAT 加热,微控制器不可或缺。此外,还需要各种隔离式或非隔离式驱动器。对于背对背 FET Q1/Q2,可以替换双向 GaN LMG3660-Q1。表 3-3列举了此集成式设计中使用的主要 TI 元件,包括微控制器、驱动器和传感器。

表 3-3 TI Components
器件型号 规格
MCU F29H859TU-Q1 C2000 系列
低侧驱动器 UCC27524A-Q1 双通道
低侧驱动器 UCC27518A-Q1 单通道
隔离式驱动器 UCC21351-Q1 基础型隔离
隔离式驱动器 UCC21551-Q1 增强型隔离
隔离式驱动器 UCC5350L-Q1 增强型隔离
霍尔传感器 TMCS1133-Q1 替代 CT
双向GaN LMG3660-Q1