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参考文献
TechnicalArticle
用于电动汽车车载充电器的CLLLC与DAB比较
BrentMcDonald
为了优化电动汽车(EV)的电源，车载充电器(OBC)必须高效、轻便、小巧。电动汽车重量减轻后，也需要更低
的功率来驱动，从而提高整体效率。
OBC需要支持适当的电网到车辆(G2V)电压和当前的电池充电算法；因此，它可以作为电网和电动汽车之间的功
率调节接口（图1）。此外，它必须能够通过车辆到电网(V2G)供电，为电动汽车补充峰值容量可能波动的可再
生能源。
图1.OBC需要支持适当的G2V电压并通过V2G供电。
为方便电网和电动汽车内的高压电池连接，需要一个电磁干扰(EMI)滤波器、功率因数校正(PFC)和一个隔离式
直流/直流功率级。图2展示了此架构。
图2.这个简化原理图显示了OBC如何作为电网和电池之间的接口。
本次讨论的范围仅限于直流/直流级。截至撰写本文时，直流/直流级的两种常见选择是电容-电感-电感-电容
(CLLLC)和双有源电桥(DAB)拓扑（图3和4）。这两个选项都可以实现小尺寸解决方案，并满足必要的G2V和
V2G功率需求。
ZHCT471–JANUARY2021用于电动汽车车载充电器的CLLLC与DAB比较1
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图3.该原理图显示了CLLLC的基本拓扑。
图4.该原理图显示了DAB拓扑。
更大限度地提高OBC性能并减小其尺寸
为了理解这两种拓扑选项如何影响OBC的尺寸和性能，我们进一步将范围限制在电池充电运行阶段（或
G2V），考虑如何通过提供开关可承受的最大电池功率来更大限度缩短充电时间。例如，请考虑在以下工作条件
下运行的开关：
•PDISS=20W
•ϑ=3°C/W
JA
•T=65°C
A
根据公式1，开关的T=125°C：
J
T=P⋅ϑ+T(1)
JDISSJAA
此设计中的开关不能承受高于125°C的温度；因此，该条件代表OBC在不影响开关性能的情况下可为电池提供
的最高功率级别。目标是更大程度地降低开关中的功率耗散，并尽快为电池充电。
有两大因素决定了开关中的大部分功率损耗：均方根(RMS)电流和开关保持零电压开关(ZVS)的能力。
鉴于其低电容及快速导通和关断特性，德州仪器(TI)的GaN开关能够使转换器运行时的开关频率比硅片的更高。
更高的工作频率直接影响无功元件的尺寸，并实现更小的变压器、电感器和电容器。我们首先为DAB和CLLLC
建立基准设计，然后探讨如何增强电路来扩展转换器的ZVS范围。
基准DAB和CLLLC性能比较
表1概述了OBC的基本要求。
2用于电动汽车车载充电器的CLLLC与DAB比较ZHCT471–JANUARY2021
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