由于关乎车辆的性能和成本，汽车零部件的集成化、标准化一直是业界努力的方向，要实现快速的产品迭代和平台化应用，标准化和集成化都是两大利器。所谓集成化，就是对原本分立的系统进行集成，从而使得汽车相关组件数量精简，体积变小，质量变轻，效率提升。比如比亚迪基于“e 平台”打造的电动汽车，正是通过高度集成、一体控制，实现了整车重量的减轻、整车布局的优化，能耗效率的提升和可靠性的提高，最终加速推动电动汽车的普及。 高压充配电总成三合一一般包括车载充电机（OBC）、高压配电盒（PDU）以及DC-DC转换器。有些充配电总成还会在三合一的基础之上再集成双向交流逆变式电机控制器(VTOG)，也就是俗称的四合一。 一.车载充电机的组成和原理 车载充电机内部可分为主电路、控制电路、线束及标准件三部分。主电路前端将交流电转换为恒定电压的直流电，主电路后端为DC/DC变换器，将前端转出的直流高压电变换为合适的电压及电流供给动力蓄电池。 车载充电机控制电路具有控制场效应管开关，它与BMS之间进行通信，监测充电机工作状态以及与充电桩握手等。线束及标准件用于主电路与控制电路的连接，固定元器件及电路板。车载充电机工作原理如图所示。 转化原理:220Vac经过EMI滤波电路滤波，通过一次AC-DC转换器整流，将AC整流为DC，后经PFC功率因数校准电路进行升压，再送往开关和变压器变频升压，经过LLC过第二次整流滤波后输出高压直流给动力电池充电（第一次220Vac整流到310Vdc，电压不够，要升压转化两次） 二.高压配电盒 电动汽车高压配电箱(PDU)又称为高压配电盒，是高压系统分配单元。电动汽车具有高电压和大电流的特点，通常配备300V以上的高压系统，工作电可达200A以上，可能危及人身安全和高压零部件的使用安全性。因此，在设计和规划高压动力系统时，不仅要充分满足整车动力驱动要求，还要确保汽车运行安全、驾乘人员安全和汽车运行环境安全。 新能源汽车通常在大功率的电力环境下运行，有的电压高达700V以上，电流高达400A，对高压配电系统的设计及零部件的选用提出了巨大的挑战。高压电源通过高压电缆直接进入高压控制盒后根据各车型系统的需要分配到系统高压电气部件，并且需要保证整个高压系统及各高压电器设备的安全性、绝缘性、电磁干扰屏蔽性等要求。 三.DC-DC转换器 1.功能 (1)驱动直流电机在小功率直流电机驱动的转向、制动等辅助系统中，一般直接采用DC/DC电源变换器供电。 (2)向低压设备供电向电动汽车中的各种低压设备如车灯等供电。 (3)给低压蓄电池充电在电动汽车中，需要高压电源通过降压型 DC/DC转换器给低压蓄电池充电，将动力电池的400V/800V的高压直流电转化为12V低压直流电给低压蓄电池充电。 (4)不同电源之间的特性匹配以燃料电池电动汽车为例，一般采用燃料电池组和动力电池的混合动力系统结构。在能量混合型系统中，采用升压型DC/DC 转换器;在功率混合型系统中，采用双向型DC/DC 转换器。 2.工作原理 3.工作原理简图 4.转换器内部 5.工作条件及判断 工作条件: (1)高压输入范围为DC290~420V (2)低压输入范围为DC9~14V 判断DC/DC是否工作的方法 第一步，保证整车线束正常连接的情况下，上电前使用万用表测量铅酸蓄电池端电压，并记录 第二步，打开到“on档”整车上电，继续读取万用表数值，查看变化情况，如果数值在13.8~14V之间，判断为DC工作 四.双向交流逆变式电机控制器 该控制器为电压型逆变器，利用IGBT将直流电转化成交流电，其主要功能是通过收集挡位信号、加速踏板信号、制动踏板信号等来控制电机，根据不同工况控制电机的正反转、功率、扭矩、转速等，即控制电机的前进、倒退、维持车辆的正常运转。此外，还具备充电控制功能，能进行交直流转换，双向充放电控制，它主要负责充电功率大于3.3KW的交流电（含单相和三相交流电）转换为高压直流电为动力蓄电池充电。该控制器总成分为上、中、下3个单元，上、下层为电机控制单元和充电控制单元，中间层为水道冷却单元。
作者：Jens SorensenƩ-Δ 型模数转换器广泛用于需要高信号完整度和电气隔离的电机驱动应用。虽然Σ-Δ技术本身已广为人知，但转换器使用常常存在不足，无法释放这种技术的全部潜力。本文从应用角度考察Σ-Δ AD...
LlC与传统PWM变换器异同 与传统PWM（脉宽调节）变换器不同的是，LLC是一种通过控制开关频率（频率调节）来实现输出电压恒定的谐振电路。 它的优点是：实现原边两个主MOS开关的零电压开通(ZVS)和副边整流二极管的零电流关断(ZCS)，通过软开关技术，可以降低电源的开关损耗，提高功率变换器的效率和功率密度。 ZVS 与 ZCS 由于普通的拓扑电路的开关管是硬开关的，在导通和关断时MOS管的Vds电压和电流会产生交叠，电压与电流交叠的区域即MOS管的导通损耗和关断损耗。如图所示： 为了降低开关管的开关损耗，提高电源的效率，有零电压开关(ZVS) 和零电流开关（ZCS)两种软开关办法。 零电压开关 (ZVS)：开关管的电压在导通前降到零，在关断时保持为零。 零电流开关（ZCS)：使开关管的电流在导通时保持在零，在关断前使电流降到零。 由于开关损耗与流过开关管的电流和开关管上的电压的成绩（V*I）有关，当采用零电压ZVS导通时，开关管上的电压几乎为零，所以导通损耗非常低。 ● Vin为直流母线电压，S1，S2为主开关MOS管（其中Sc1和Sc2分别为MOS管S1和S2的结电容，并联在Vds上的二极管分别为MOS管S1和S2的体二极管），一起受控产生方波电压； ● 谐振电容Cr 、谐振电杆Lr 、 励磁电杆Lm一起构成谐振网络； ● np，ns为理想变压器原副边线圈； ● 二极管D1, 二极管D2，输出电容Co一起构成输出整流滤波网络。 那么LLC电路是怎么实现软开关的呢？ 要实现零电压开关，开关管的电流必须滞后于电压，使谐振槽路工作在感性状态。 LLC 开关管在导通前，电流先从开关MOS管的体二极管（S到D）内流过，开关MOS管D-S之间电压被箝位在接近0V（二极管压降），此时让开关MOS管导通，可以实现零电压导通；在关断前，由于D-S 间的电容电压为0V而且不能突变，因此也近似于零电压关断（实际也为硬关断）。 那什么是谐振呢？我们不妨先看看电感和电容的基本特性： 与电阻不同，电感和电容都不是纯阻性线性器件，电感的感抗XL和电容的容抗Xc都与频率有关，当加在电感和电容上的频率发生变化时，它们的感抗XL和容抗Xc会发生变化。 1、如下图RL电路，当输入源Vin的频率增加时，电感的感抗增大，输出电压减小，增益Gain=Vo/Vin随频率增加而减小。 2、如下图RC电路，相反，当输入源Vin的频率增加时，电容的容抗减小，输出电压增大，增益Gain=Vo/Vin随频率增加而增加。 LC谐振电路的特性： 如图，当我们将L和C都引入电路中发现，当输入电压源的频率从0开始向某一频率增加时，LC电路呈容性（容抗＞感抗），增益Gain=Vo/Vin随频率增加而增加，当从这一频率再向右边增加时，LC电路呈感性（感抗＞容抗），增益Gain=Vo/Vin随频率增加而降低。这一频率即为谐振频率（此时感抗=容抗，XL=Xc=ωL=1/ωC）,谐振时电路呈纯电阻性，增益最大。 谐振条件：感抗=容抗，XL=Xc=ωL=1/ωC 谐振频率：fo 谐振作用 控制让谐振电路发生谐振，有三个参数可以调节。由于L和C的大小不方便调节，通过调节输入电压源的频率，可以使L、C的相位相同，整个电路呈现为纯电阻性，谐振时，电路的总阻抗达到或近似达到极值。利用谐振的特征控制电路工作在合适的工作点上，同时又要避免工作在不合适的点上而产生危害。 LLC稳定输出电压原理： 将LLC电路等效分析，得到i如下简化电路。当交流等效负载Rac变化时，系统通过调整工作频率，改变Zr 和Zo的分压比，使得输出电压稳定，LLC就是这样稳定输出电压的。 对LLC来说，有两个谐振频率，一个谐振频率fo是利用谐振电感Lr谐振电容Cr组成； 另一个一个谐振频率fr1是利用谐振电感Lr，励磁电感Lm，谐振电容Cr一起组成； 详细的LLC工作模态分析 开关网络：S1、S2及其内部寄生二极管Ds1\Ds2、寄生电容Cds1\Cds2; 谐振网络：谐振电容Cr 、串联谐振电感Lr 、并联谐振电感 Lm; 中心抽头变压器（匝比为n:1:1），副边整流二极管 D1、D2； 输出滤波电容Co （忽略电容的ESR），负载 Ro。 LLC变换器的模态分析 对于LLC电路，存在两个谐振频率： 1.1.1 工作区域2(fr2
有电友问，怎么样把IGBT当作继电器使用？就是，不用驱动电路，就用一个24V通断来控制IGBT的通断？听完电友的提问，我只想说，这电友的想法太牛了，这操作也太土豪了吧，继电器才几个钱？只想说你们单位真是财大气粗啊！IGBT适用频繁动作。言归正传，你们知道这想法能不能实现呢？欢迎在评论区留言评论吧！ 电友A说：第一，IGBT和IGBT模块都是一个东西，只不过模块可以是1个IGBT或多个集成的IGBT而已。 第二，把它当电子开关可以呀，但一定要是开关才好，不要变成放大器。否则需要PWM基波频率的支持。为什么要这么做呢？电子开关的形式很多种，为什么非要使用IGBT呢？ 电友B说： 为什么要用igbt当继电器，应用什么场合，半导体器件开关动态特性好，但是静态的不如，不能完全断开有漏电流，导通有饱和压降等等。 电友C说： 土豪，我们可以交个朋友不？我太羡慕你们了！
特斯拉电动汽车三大件（电池、电机、控制）在网上的拆解资料已不少了，电池、电机拆解技术文章与视频相对较多的在此不再详述，还是重点介绍一下电机驱动控制系统。 一、 特斯拉 Model X 与蔚来 ES8 整框架比较 1、Tesla Model X 四驱方案 2、国产四驱方案 二、特斯拉 Model X 电驱动系统 上一代的 Tesla 采用的是后驱大圆桶式的控制器，各大网上阐述的资料较多， 相对体积也较大和复杂，如下图所示： 现在重点讲的是新的一代电驱系统总成，前后驱基本一致只的悬挂上有区 别，新一代电驱系统，它集成了电机、减速器、电控于一体，体积非常紧凑，电 机部分如西瓜般大小，电机功率可达 300KW。电控制部分如下图： 下面就一层层来分解，大体分为三层：第一层为主控制部分，简称控制主板，MCU 采用TI公司的 TMS320F2611P8KO 芯片，为了达到高速运行时快速强大 的运算和处理能力，还使用了一颗 ACTE 的 LA3P125VQG100 芯片配合使用， 确保系统的稳定可靠性，更详细的主板硬件下次单独拆解并出原理图。主板正反面图如下： 第二层为驱动电路部分，简称驱动板。驱动板上电路包括电源转换及驱动电 路，电源部分采用 TDK 变压器，输入电压为 DC/DC 电压 12V；输出三路+15V 和-8V 电压，供三相驱动 IBGT 芯片使用。驱动电路部分，驱动 IGBT 模块采用 INFIEON 的 1ED020I12F/A2 芯片， 驱动电流可达+2A/-2A，一共使用 6 颗芯片。采用推挽输出。 第三层为 IGBT 模块，它采用的是 INFIEON 的单 IGBT，AUIRGPS4067D1， 单个电流可达 160A，一共采用 36 颗芯片，采用水冷装置，左右 6 个孔为水冷 的进出口设计。 再下面部分就是薄膜电容部分，其实也可以算在第三层，因为它的倒扣着与 IGBT 板焊接在一起的，薄膜电容为 TDK 的 220U/650V 的订制电容。 总的来说，特斯拉控制器方案，从设计到装配都非常的紧凑，无论是硬件技 术还是生产工艺，都不乏体现了一个 Elon Musk 战略担当与工匠精神。
双脉冲的意义首先是对比不同开关管参数及性能，同时可以获取开关管开关过程中的参数，评估Rgon/Rgoff 数值是否合适，是否需要吸收电路等。而且可以考量开关管在实际电路中的实际表现，反向恢复电流，关断电压尖峰，开通关断时间、开关过程是否有不合适的震荡等。 怎么认识功率器件特性在datasheet中，描述功率器件开关行为的参数主要包括：tdon, tr, tdoff, tf, Eon, Eoff, Isc等，都是基于一些给定的外部参数测试得来的，而实际应用中的外部参数都是个性化，往往会有所不同，因此需要通过双脉冲测试来看IGBT在具体应用中的真实表现。双脉冲电路图1是双脉冲测试电路，下管以及上管的二极管是被测对象，用高压隔离探头取Vds/Vce电压；用罗氏线圈电流探头取Id/Ic，用普通探头取Vgs/Vge信号。图1-双脉冲测试电路原理与波形双脉冲测试通常以半桥形式测试，所谓双脉冲就是上管持续关断，下管驱动信号给定两个脉冲从而测试下管的开关特性。如图1所示，上管两端并接一个电感，以IGBT为例，主要测试的是下管的特性以及上管的反向二极管特性，图2是双脉冲测试波形。图2-双脉冲测试波形图3是各时间段的原理分析：在t0时刻，门极第一个脉冲，被测下管饱和导通，电压U加在负载L上，电感电流线性上升：I=U*t/L;在t1时刻，被测下管关断，负载L的电流由上管二极管续流，该电流缓慢衰减;在t2时刻，门极第二个脉冲，被测下管再次导通，续流二极管进入反向恢复，反向恢复电流会穿过下管;在t3时刻，被测下管再次关断，此时电流较大，因为母线杂散电感的存在，会产生一定的电压尖峰。图3-双脉冲原理分析关注点t2时刻的开通过程与Rgon有关，Rgon增大，反向恢复电流会缓和。需要关注如下几点：1) 二极管反向恢复电流di/dt、峰值、二极管反向恢复后电流是否有震荡，拖尾有多长；2) Vce电压是否正确变化，计算出开通损耗；如图4所示：在Ic开始上升时，杂散电感上产生的压降与母线电压相反，所以此时下管Vce上测得的波形出现了一个缺口，如图中虚线所示，即这个缺口是杂散电感上的感应电压，读出Us和di/dt，可计算出Ls=Us/(di/dt)。图4-下管开通分析3) 二极管反向恢复过程中，同步抓取二极管的电压电流波形，如图5所示：计算出二极管的瞬时功率。当二极管反向恢复电流上升(前沿)时，杂散电感上产生的压降与母线电压相抵消，故没有风险；当二极管反向恢复电流下降(后沿)时，杂散电感上产生的压降与母线电压同向，电压落在二极管上，二极管出现电压尖峰，同时也会出现瞬时功率的尖峰。故需要减小杂散电感、优化反向恢复电流下降di/dt，优化散热降低结温，保证二极管的安全裕量。图5-二极管反向恢复分析t3时刻的关断过程与关断电阻Rgoff有关，需要关注由直流母线杂散电感与di/dt产生的Vce电压尖峰，如图6所示，重点关注短路或者过载时产生的Vce电压尖峰，为确保IGBT的安全裕量，通常可以采用有源钳位电路进行抑制。图6-下
由于关乎车辆的性能和成本，汽车零部件的集成化、标准化一直是业界努力的方向，要实现快速的产品迭代和平台化应用，标准化和集成化都是两大利器。所谓集成化，就是对原本分立的系统进行集成，从而使得汽车相关组件数量精简，体积变小，质量变轻，效率提升。比如比亚迪基于“e 平台”打造的电动汽车，正是通过高度集成、一体控制，实现了整车重量的减轻、整车布局的优化，能耗效率的提升和可靠性的提高，最终加速推动电动汽车的普及。 高压充配电总成三合一一般包括车载充电机（OBC）、高压配电盒（PDU）以及DC-DC转换器。有些充配电总成还会在三合一的基础之上再集成双向交流逆变式电机控制器(VTOG)，也就是俗称的四合一。 一.车载充电机的组成和原理 车载充电机内部可分为主电路、控制电路、线束及标准件三部分。主电路前端将交流电转换为恒定电压的直流电，主电路后端为DC/DC变换器，将前端转出的直流高压电变换为合适的电压及电流供给动力蓄电池。 车载充电机控制电路具有控制场效应管开关，它与BMS之间进行通信，监测充电机工作状态以及与充电桩握手等。线束及标准件用于主电路与控制电路的连接，固定元器件及电路板。车载充电机工作原理如图所示。 转化原理:220Vac经过EMI滤波电路滤波，通过一次AC-DC转换器整流，将AC整流为DC，后经PFC功率因数校准电路进行升压，再送往开关和变压器变频升压，经过LLC过第二次整流滤波后输出高压直流给动力电池充电（第一次220Vac整流到310Vdc，电压不够，要升压转化两次） 二.高压配电盒 电动汽车高压配电箱(PDU)又称为高压配电盒，是高压系统分配单元。电动汽车具有高电压和大电流的特点，通常配备300V以上的高压系统，工作电可达200A以上，可能危及人身安全和高压零部件的使用安全性。因此，在设计和规划高压动力系统时，不仅要充分满足整车动力驱动要求，还要确保汽车运行安全、驾乘人员安全和汽车运行环境安全。 新能源汽车通常在大功率的电力环境下运行，有的电压高达700V以上，电流高达400A，对高压配电系统的设计及零部件的选用提出了巨大的挑战。高压电源通过高压电缆直接进入高压控制盒后根据各车型系统的需要分配到系统高压电气部件，并且需要保证整个高压系统及各高压电器设备的安全性、绝缘性、电磁干扰屏蔽性等要求。 三.DC-DC转换器 1.功能 (1)驱动直流电机在小功率直流电机驱动的转向、制动等辅助系统中，一般直接采用DC/DC电源变换器供电。 (2)向低压设备供电向电动汽车中的各种低压设备如车灯等供电。 (3)给低压蓄电池充电在电动汽车中，需要高压电源通过降压型 DC/DC转换器给低压蓄电池充电，将动力电池的400V/800V的高压直流电转化为12V低压直流电给低压蓄电池充电。 (4)不同电源之间的特性匹配以燃料电池电动汽车为例，一般采用燃料电池组和动力电池的混合动力系统结构。在能量混合型系统中，采用升压型DC/DC 转换器;在功率混合型系统中，采用双向型DC/DC 转换器。 2.工作原理 3.工作原理简图 4.转换器内部 5.工作条件及判断 工作条件: (1)高压输入范围为DC290~420V (2)低压输入范围为DC9~14V 判断DC/DC是否工作的方法 第一步，保证整车线束正常连接的情况下，上电前使用万用表测量铅酸蓄电池端电压，并记录 第二步，打开到“on档”整车上电，继续读取万用表数值，查看变化情况，如果数值在13.8~14V之间，判断为DC工作 四.双向交流逆变式电机控制器 该控制器为电压型逆变器，利用IGBT将直流电转化成交流电，其主要功能是通过收集挡位信号、加速踏板信号、制动踏板信号等来控制电机，根据不同工况控制电机的正反转、功率、扭矩、转速等，即控制电机的前进、倒退、维持车辆的正常运转。此外，还具备充电控制功能，能进行交直流转换，双向充放电控制，它主要负责充电功率大于3.3KW的交流电（含单相和三相交流电）转换为高压直流电为动力蓄电池充电。该控制器总成分为上、中、下3个单元，上、下层为电机控制单元和充电控制单元，中间层为水道冷却单元。
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