聊一聊：电动汽车的充电效率提升：OBC设计的重要性

啃蝌知道

随着电动车技术的速发展，OBC（车载充电器）的设计变得尤为重要。不同地区电电压的多样性给充电带来挑战，而家庭充电的便利性促使用户倾向于在家进行充电。为提高充电效率，设计师需关注电源级别、功率因数和能效等关键参数，以现比较佳性能。安森美()提供的产品能满足各类设计需求，助力提升电动汽车的充电体验。要知道射频市场一定会给整个行业带来极大的影响力。yxyic是一家全球电子元件分销商 电子元件分销商，提供来自数千家制造商的数百万种产品，许多库存数量可当天发货。https://www.yxyic.cn/category/transistors-bipolar-bjt-single

改为电动车(EV)之后，司机感受到的巨大变化可能是补能的方式不同。具体来说，他们必须找到可用的充电点，而不是开车去加油站。
虽然公共充电桩的总数正在迅速增加，但许多人仍然更喜欢在家充电。许多大功率公共充电桩提供DC电源，可以直接给电池充电。但是家用充电桩是交流电，所以必须使用BQ24721CRHBR车载充电器(OBC)为了给汽车充电，将其转换为直流电。
随着电动汽车技术的速发展，汽车制造商正在从400V发展转移到800V电池结构。另外，客户需求稳步增长，电池电量稳步增长。(W)随着越来越多，各种因素促使OBC不断发展。此外，许多人希望提高电动汽车的充电速度，因此OBC的功率从早期设计的36W提升到了72W或11W。
OBC的关键设计参考标准
设计者必须了解会影响设备和拓扑结构选择的关键设计参数，然后才能开始全面设计OBC。
功率水平会直接影响用户体验，所以确定功率水平是非常重要的首步。简单来说，OBC功率越大，充电电池所需的时间就越少。在许多情况下，用户会在家里给汽车充电。这个时候，他们经常忙于其他事情或者休息，所以充电时间不是什么大问题。
但是，充电时间对于旅行中途的充电需求至关重要。二级充电桩的比较大功率一般在72W或11W。OBC功率水平设计应符合电容量和断路器的限制(如比较大电流)。以230V电为例。在单相设计中，72W的2级充电桩将消耗高达32A电流。11W的2级充电桩针对相交流输入进行了化，每相消耗的电流高达16A。
随着电动汽车在全球市场的加速普及，不同地区电电压的差异给汽车充电带来了挑战。110V交流电广泛应用于北美，但230V交流电广泛应用于欧洲和。86-264VAC通常用于电力行业。“通用输入”设计，这样，论汽车运输到哪里，都可以使用相同的OBC。
根据同一充电端口，可以依靠路边提供的DC速充电桩为电动汽车充电。此时需在OBC内部进行AC-DC转换，因此通常需要设计一个旁通功能，使DC电能直接流入高压电池。
能源效率是OBC的一个关键参数。能源效率越大，在给定时间内向电池运输的电量就越大，从而减少充电时间，这在电每相功率接近极限的情况下尤为有效。
OBC的能效越小，设备内部产生的热量就越多。这不仅会造成消耗，还需要额外的热排放对策，而现代电动汽车的空间有限，非常有趣。随着OBC尺寸和重量的增加，车辆的重量会增加，行驶过程中消耗的电量也会增加，从而导致整个里程的减少。
提高能效是电源设计师的首要任务，这是一个复杂的考验，必须从各个方面入手。虽然拓扑和控制方案的转换也有很大的影响，但设备(尤其是MOSFET)的选择对于现更好能效的效果不容小觑。
OBC设计中的功率级
一般来说，OBC主要包括个模块：EMI过滤器、功率因数校正(PFC)等级和DC-DC转换器包括单独的初级和次级部分。
PFC级位于OBC之前，负责许多重要功能的施。首先，这种输入交流电的电压整流被称为DC电压，通常被称为“母线电压”。此外，这种电压也将得到控制，通常保持在400V。具体取决于电的输入交流电流。
PFC级别的另一个重要功能是改善功率因素。如果PFC没有提高功率因数，低功率因素更像是电的污染物，用电量也会增加。。因此，PFC级别将努力保持电压与电流波形相同，并将电流波形塑造成尽可能接近纯弦波，从而减少总谐波失真(THD)。良好的PFC级会使电路的功率因素接近1。
DC-DC转换器有两个功能:一是保护来自电的电压；另一种是将PFC级母线的电压转换成适合给电动汽车充电的电压水平，即400V或800V。
DC-DC转换器的初级水平会“切割”DC母线的电压，调整其幅度，使其能够根据初级水平和次级之间的变压器进行整流电压，并将其调整到适合给电池充电的水平。
小结
高效的OBC设计绝不是一件容易的事情，其尺寸和性能对电动汽车运行和整体用户体验的影响非常明显。相关设计必须能够处理各种输入电压，并在轻巧紧凑的结构中尽可能有效地完成千瓦功率的转换。
拓扑和控制方案有很多种，可供选择的设备非常广泛，这些元素将共同决定比较终的设计性能。为了简化设计任务，许多设计师专注于从有限的供应商那里购买设备。理想情况下，他们可能只与一个供应商建立长期的合作关系。安森美()提供广泛的分立器件和功率模块，可以一站式满足OBC电源系统的完整设计要求。