燃料電池車(chē)用大功率DC/DC變換器電磁兼容性研究

　　● 敏感元器件合理布局

　　FCEV用大功率DC/DC變換器中包含很多敏感元器件(比如電流霍爾傳感器)，這些敏感元器件對(duì)電磁干擾非常敏感。在FCEV用大功率DC/DC變換器主電路實(shí)際布局中，通常將敏感元器件布局在離功率開(kāi)關(guān)管IGBT、續(xù)流二極管和高頻變壓器盡量遠(yuǎn)的地方、同時(shí)將信號(hào)線(xiàn)絞合并縮短布線(xiàn)距離，這樣可以大大降低電流信號(hào)的噪音，提高系統(tǒng)的控制性能。同時(shí)，在FCEV用大功率DC/DC變換器布線(xiàn)方面，也要盡量將敏感信號(hào)線(xiàn)路遠(yuǎn)離功率開(kāi)關(guān)管IGBT、續(xù)流二極管和高頻變壓器等強(qiáng)干擾源。同時(shí)，不能與高壓交流信號(hào)和高頻脈沖信號(hào)放置在一起，應(yīng)保證適當(dāng)?shù)木嚯x。

　　● 屏蔽和信號(hào)接地設(shè)計(jì)

　　在燃料電池電動(dòng)汽車(chē)中，大功率DC /DC變換器和其他控制電路、電機(jī)控制器等設(shè)備安置在一起，相互之間要輻射電磁能量，通常采用外殼屏蔽和縫隙屏蔽結(jié)合的屏蔽方式來(lái)抑制輻射干擾[7]。此外，信號(hào)接地[8]也可以消除外界或其他設(shè)備對(duì)FCEV用大功率DC/DC變換器的干擾，其關(guān)鍵是選擇恰當(dāng)?shù)碾娐饭矃⒖键c(diǎn)以及接地線(xiàn)路的合理布局。

　　大功率DC/DC變換器控制電路板抗干擾設(shè)計(jì)

　　控制電路是大功率DC/DC變換器很重要的組成部分之一，良好的電路板設(shè)計(jì)可以大大提高電路板的抗干擾性。

　　大功率DC/DC變換器控制電路主要由電源模塊、采樣信號(hào)、通訊信號(hào)以及驅(qū)動(dòng)模塊組成，為防止相互間信號(hào)干擾，在設(shè)計(jì)電路的時(shí)候?qū)⑵涓綦x，如圖5所示。

　　在FCEV用大功率DC/DC變換器控制電路中，電源模塊通常采用的是隔離型DC/DC模塊，實(shí)現(xiàn)了電源輸入端和輸出端的電氣隔離。采樣信號(hào)隔離包括電流采樣隔離和電壓采樣隔離。通訊信號(hào)隔離采用光電耦合器HCPL0600來(lái)實(shí)現(xiàn)了CAN總線(xiàn)輸入輸出信號(hào)的光電隔離。FCEV用DC/DC變換器輸出功率較大，所以選用IGBT為功率開(kāi)關(guān)管，而IGBT不同規(guī)格對(duì)應(yīng)不同的驅(qū)動(dòng)隔離方法。一般小功率IGBT采用TLP250驅(qū)動(dòng)隔離，中等功率IGBT驅(qū)動(dòng)多采用EXB841/840系列驅(qū)動(dòng)隔離模塊，而大功率或超大功率IGBT可采用2SD315A模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)隔離。實(shí)踐證明，將各個(gè)功能模塊隔離，可以大大降低控制電路各個(gè)模塊之間的相互干擾，保證了信號(hào)傳遞的可靠性及信號(hào)處理的準(zhǔn)確性。