安森美：深度解析直流超快充电桩设计中的拓扑结构选择

来源：安森美官网| 发布日期：2024-03-05 10:05:48 浏览量：

在当今的电动车市场，直流超快充电桩的设计和性能至关重要。安森美公司在最新的技术解析中详细介绍了交错式DAB变换器、双有源桥谐振变换器、三电平DNPC LLC谐振变换器以及串联半桥(LLC)谐振变换器等拓扑结构的特点和优势。

交错式DAB变换器

交错式DAB变换器将损耗分配到两个变压器，允许使用成本优化的安森美EliteSiC全桥功率集成模块。通过使用EliteSiC F2全桥功率集成模块，如NXH008T120M3F2PTHG，可以开发60kW DAB变换器，并利用Elite Power仿真工具计算所有桥的功率损耗。为了实现360kW直流快速充电系统，可以并联6路60kW充电系统模块。安森美建议在60kW隔离组件块的初级和次级上实施F2全桥模块，具体如下图：

交错式DAB变换器

双有源桥谐振变换器

双有源桥(DAB)谐振变换器是DAB变换器的替代解决方案，可实现双向功率流。主要使用LC(串联谐振)、LLC和CLLC谐振电路。CLLC DAB变换器在两个功率流方向上提供相同的电压增益特性，同时减少电容上的应力。在DAB谐振变换器中，循环的无功功率较小，但在三电平DNPC LLC谐振变换器

DNPC(LLC)谐振变换器采用三电平拓扑，具有高效率和低损耗的特点。通过使用三电平DNPC(LLC)谐振变换器，可以实现更高功率密度和更低的开关损耗。安森美建议在设计中考虑输出电压的范围、谐振回路值、开关频率范围以及软开关条件等因素，以实现最佳性能。

串联半桥(LLC)谐振变换器

串联半桥(LLC)谐振变换器结构简单，适用于宽输入电压或输出电压范围。与DNPC拓扑相比，串联半桥(LLC)谐振变换器具有更简单的结构，提供更多的灵活性和可调性。

经过对各种隔离式DC-DC拓扑结构的评估，安森美认为双有源桥变换器(DAB)拓扑是更优化的解决方案，特别适用于具有双向充电功能的设计。DAB变换器具有较少的元器件，且在高功率直流快速充电桩应用中无需串联谐振电容，能够实现更高效的能量转换。

对于大于100kW的设计，交错式DAB变换器被认为是一种合适的拓扑结构，能够满足高功率系统的需求。安森美使用NXH010P120M3F1半桥模块开发了25kW直流快速充电桩参考设计，展示了这种拓扑结构在实际应用中的性能和可靠性。通过深入分析和比较不同拓扑结构的特点和优势，安森美为直流超快充电桩的设计提供了更多的选择和参考，为行业发展和技术创新提供了有力支持。

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