下面我们将介绍 第三个双向直流变换器设计 
1.6kW 48V 12V 双向直流变换器 
适用于车载等应用 
这是该车载 48V 12V 双向变换器方案的系统规格 
首先 总效率大于96% 
自然冷却 无风 无液态冷却 
四相交错并联结构 
实现四相均流 
可以及联叠加使用 
buck模式最高可到3kW 
boost模式最高到800W 
电池防反接保护 
可以实现失效的升降压单元隔离 
不影响其他单元的工作 
输出过流保护 输出过压保护以及过温保护 
负载出泄 70V 100ms浪有要求 
48V母线空载时 静态电流为100uA 
支持CAN或SPI通信 
在这个设计中 我们采用一片UCD3831A 
来控制四相交错并联架构 
从之前章节的介绍中 
我们知道UCD3831A 有八个数字PWM输出 
也就是四对 
从而可以非常方便地实现 四相交错并联结构的同步控制 
如果采用硬开关控制 每项单元PWM的[听不清]固定在90度 
如果采用ZVS软开关控制 主单元及图中的PHASE1 
用于实现软开关控制和频率调制 
其余三相单元与主单元同步 
并增加不同的延迟时间 实现四相同步控制 
而每相的延迟时间可以由UCD3831A 根据不同的开关频率进行调整 
实现四相的90度错相运行 
这里左图是1.6kW 48V 12V 双向直流变换器的样机图片 
尺寸为5英吋乘7.5英吋 
右图是实验室搭建的相应测试环境 
从右图可以看出 该样机的左边接的是12V电池组 
右边连接的是48V电池组 
这里是buck模式下 效率的测试结果对比图 
在buck降压模式下 硬开关在半载以及更轻的负载下 
其效率更高 而软开关在重载下有更好的效率 
软开关在半载以及 更轻的负载下效率略差 
主要是因为其开关频率 将在轻载下升高 
而每个ZVS开关周期中 所需的负电流和能量保持不变 
需要说明的是在该方案中 我们并没有采用轻载模式管理 
而轻载模式管理是可以 提高软开关轻载效率的 
本设计主要专注在 方案的最大挑战热设计上 
所以重点放在 重载工作性能研究上 
这是boost升压模式下 效率测试曲线 
与前页的 buck降压模式非常类似 
硬开关在轻载下效率更好 而软开关在重载下效率更高 
原因在这里 我们将不在追溯 
这是双向直流变换器工作在110A buck降压模式下的热成象对比图 
左图是硬开关buck降压模式
 
右图是ZVS软开关buck降压模式 
从图中可以看出
 ZVS软开关模式下的功率mos管温升 
相较硬开关的mos管温升更低 
而且整个ZVS
软开关方案的 热分布更均匀 
这是和我们之前的理论分析 是一致的 
这是该双向直流变换器工作在 
110A boost升压模式下的 热成象对比图 
左图是硬开关boost的升压模式 右图是ZVS软开关boost的升压模式 
从图中可以看到跟前页 buck模式的结果非常类似