大家好，我是德州仪器的系统工程师 David 
今天非常高兴和大家一块分享 
TI 双向 DCDC 变换器拓扑的设计和对比 
这是今天我的 Agenda（目录） 
今天主要介绍双向 DCDC 变换器拓扑 
在汽车以及服务器数据中心的应用 
随着汽车电子功能的增多 
汽车电子的功率需求越来越大 
对于具有启停功能的微混汽车 
最大功率会接近 3kW 
所以对于 12V 总线的电流会高达 200A 
这会要求较大的铜线面积 
对于 12V 总线供电的大功率设备 
的效率会大大的降低 
为了解决这些问题 
汽车厂商正在开发 
48V 和 12V 双电源供电的汽车电子系统 
利用 48V 供电给大功率负载压缩机 电子泵 
大大提高了效率 
另外混合动力功能需要更高的能量回收功能 
在这种情况下 
铅酸蓄电池已经不适合这种能量回收功能 
智能网络同时可以在特定情况下关闭部分负载 
减少铜箔的截面积 
进一步减小了成本 
在这种双电源供电的电子系统中 
双向 DCDC 变换器 
扮演了重要的角色 
首先 48V 系统带来了很多的优势 
对于启停运行时 
当工作站制动和减速时 
48V 比较 12V 有更好的能量回收的性能 
48V 系统提高大约 10% 到 15% 效率的同时 
不会增加控制的复杂性 
也帮助汽车厂商满足二氧化碳的排放量 
这张图列出了双总线汽车电子部件的供电系统 
左边为兼容现在的 12V 总线系统的供电电池 
以及 48V 锂电池 
右边为需要消耗大功率的 
压缩机 电机 水泵等部件 
中间即为 12V 电池和 48V 电池中间的 
双向 DCDC 变换器 
在双总线汽车电子系统中 
对双向 DCDC 变换器主要有以下要求 
效率大于 96% 
可以保证无风和液体散热 
多相交错并联 
每相需要做到均流 
可以通过并联的方式 
使供电功率达到 3kW 
12V 电池具有防反接的保护 
当工作轻载模式时 
通过减少相位来提高效率 
保护通常包括 
过流保护 过压保护 过温保护 
当负载断开时 
电压上升率为 70V/100ms 
当 48V 电池断开时 
100uA 的静态电流 
通信通 CAN 或者 SPI 来实现 
另外一个主要的应用为服务器和数据中心 
左边为传统的数据中心机房 
保护 UPS 
发电机 
冷却空调机房 
现在微软提出革新的局部能量储存架构 
这种架构删除了外部的 UPS 机房 
和优化空调的机房 
而把电源备份系统放在负载端 
这种架构最小化备份电源的尺寸 
减小系统成本的同时 
还提高了维护的灵活性 
系统的框图是 
市电经过 PFC 功率单元 
再经过隔离的 DCDC 变换器 
输出 12V 总线 
局部能量储存单元 
分高压的双向 DCDC 和低压的双向 DCDC 
在这里我们介绍 
低压的双向 DCDC 变换器 
这种 LES 架构可以节省成本 
消除 UPS 相关联的 9% 的损耗 
没有了 UPS 机房 
可以节省 25% 的空间 
用锂电池代替铅酸电池 
减少传统铅酸蓄电池失效率高的区域 
谢谢大家