分立式 HV 降壓設(shè)計(jì)提供了另一種對(duì)直流母線電容器進(jìn)行預(yù)充電的選項(xiàng)。此方案在功率級(jí)設(shè)計(jì)方面與 TPSI31P1-Q1 有相似之處，但控制方法有很大差異。

圖 3-3 所示為一種分立式 HV 降壓設(shè)計(jì)的方框圖。OBC/DCDC/逆變器的微控制器單元 (MCU) 從電池管理系統(tǒng) (BMS) 獲取 HV 電池電壓信息，配置 HV 降壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓，然后閉合 RELAY2 并啟動(dòng)直流母線電容器預(yù)充電。完成后，向 BMS 發(fā)送 READY 信號(hào)以閉合 RELAY1。

圖 3-3 分立式 HV 降壓設(shè)計(jì) 1 的方框圖

圖 3-4 展示了用于對(duì)直流母線電容器進(jìn)行預(yù)充電的替代分立式 HV 降壓設(shè)計(jì)。OBC/DCDC/逆變器的 MCU 從 BMS 接收 HV 電池電壓數(shù)據(jù)，確立 HV 降壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓參數(shù)，然后激活 RELAY1 并啟動(dòng)直流母線電容器的預(yù)充電過(guò)程。完成后，向 BMS 發(fā)送一個(gè) READY 信號(hào)以激活 RELAY2。在此配置中，控制器和 FET 以 VBAT- 為基準(zhǔn)，只需要低側(cè)驅(qū)動(dòng)器即可激活 FET，而 HV 降壓設(shè)計(jì) 1 需要隔離式驅(qū)動(dòng)器來(lái)激活 FET。

圖 3-4 分立式 HV 降壓設(shè)計(jì) 2 的方框圖

例如，假設(shè)直流總線電壓為 400V、直流母線電容為 600μF，而且預(yù)充電時(shí)間要求小于 200ms，則可以計(jì)算出平均電流：

平均電流約為 1.2A，平均功率為 480W。假設(shè)開關(guān)頻率為 200kHz，則輸出電壓為 380V。可以計(jì)算出降壓電感器的電感：

圖 3-5 顯示了基于前述這些計(jì)算的 SIMetrix 仿真電路，圖 3-6 顯示了仿真結(jié)果。流經(jīng)電感器的最大浪涌電流為 4A。對(duì)于交叉部分面積 (Ae) 為 154mm2 的 PQ32 磁芯,可以計(jì)算出匝數(shù)比：

考慮到浪涌電流的裕度，匝數(shù)比可確定為 20。必須注意的是，降壓電感器的額定值必須適用于高壓應(yīng)用。可以為降壓電感器選擇較低的電感值，前提是驗(yàn)證確認(rèn)電感器具有足夠的飽和電流容量。

圖 3-5 HV 降壓設(shè)計(jì)的 SIMetrix 仿真電路

圖 3-6 HV 降壓設(shè)計(jì)的 SIMetrix 仿真結(jié)果

表 3-1列舉了分立式 HV 降壓設(shè)計(jì)中使用的主要元件。OBC/DCDC/逆變器中的現(xiàn)有 MCU 可以改變用途。隔離式驅(qū)動(dòng)器有助于激活高側(cè) FET。在圖 3-3 和圖 3-4 中所示的方框圖中，分流元件也可實(shí)現(xiàn)為霍爾傳感器。