技术｜什么是DC-DC转换器？（dc/dc转换器的原理）

DC-DC转换器是一种临时储存电能的设备，目的是将直流电(DC)从一个电压水平转换为另一个电压水平。在汽车应用中，它们是整个车辆不同电压水平的系统之间必不可少的中介。控制电路在传统的12V电气架构中扮演着DC-DC转换器的角色，该架构从20世纪50年代开始主导汽车行业。几十年来，新的功能和创新增加了汽车电气/电子架构的复杂性，包括20世纪50年代引入的巡航控制、70年代的排放控制功能和90年代的电气中心。DC-DC转换器通过降低12V电池的功率到更低电压的电气系统，如仪表面板、娱乐系统、LED照明和传感器(仅需3.3V)，实现了这种增长。这些低压DC-DC转换器仍然是当今所有汽车控制电路的重要组成部分——无论是内燃机汽车还是纯电动汽车(bev)。

纯电动汽车引入的电力水平要高得多，需要更强大的DC-DC转换器。高于60V的系统视为高压;典型的纯电动汽车电池范围为400V至800V。例如，为空调设备供电的电压必须降至48V，为整个车辆的众多电子设备供电的电压必须降至12V或更低。电压也可能必须提高——例如，如果一个400伏特的电池连接到一个800伏特的充电站。软件功能的扩展，包括主动安全、连通性和信息娱乐，只会增加低压架构的复杂性。纯电动汽车必须提供足够的动力来驱动汽车的车轮，同时还能够降低电流，以运行构成软件定义车辆的所有低压设备。它们需要足够可靠，以满足自动驾驶功能和高级驾驶员辅助系统的功能安全要求。

高压应用的DC-DC转换器

高压DC-DC变换器比低压变换器更大更重，因为需要额外的屏蔽来保护附近的组件免受电流增加产生的电磁干扰。由于电动汽车设计者希望尽可能地减小尺寸和重量，以延长汽车的行驶里程，因此他们转向功率密度更高的DC-DC转换器，以单位体积的千瓦功率为单位。挑战是优化空间，同时保持尽可能高的安全性和效率。虽然一些汽车制造商在主要的400V或800V电池之外还保留了12V电池，但新兴设计通过将更大的电池与更复杂的DC-DC转换器相结合，从而实现了更高的效率，从而消除了单独12V电池的重量、成本和维护。

来源：安波福

运行DC-DC转换器的软件是确保转换保持高效的关键，对整个车辆架构的了解为软件和硬件设计提供了信息。