1 引言

隨著汽車系統對電源的需求不斷增長、政府對溫室氣體排放的要求越來越嚴格，以及從機械部件轉換到電氣功能來縮減尺寸和重量，傳統的 12V 汽車鉛酸電池已達到可用功率限制。^{[1, 2]}為了解決這一功率限制問題，汽車制造商正在開發一個雙電壓電氣平臺，該平臺將較小的 12V 電池（用于與現有系統兼容）與運行高功率負載的 48V 鋰離子電池包組合在一起，其中包括：

• 動力總成 — 超級充電和再生制動。
• 底盤/安全 — 主動式翻滾抑制系統和自動駕駛系統，例如雷達、攝像頭、激光雷達和超聲波傳感器系統。

如圖 1 中所示，這種雙總線架構提供了一種途徑，可提高傳統汽油或柴油內燃機 (ICE) 車輛的性能，而安裝全混合動力總成對成本和重量造成的不利影響更小。^{[3, 4]}這種輕混合動力電動汽車 (mHEV) 架構涉及動力總成相對不顯眼的電氣化。此外，由于穩態電壓低于 60V 時，該系統不被指定為“高電壓系統”。

因此，mHEV 系統需要：

• 更少的絕緣保護工作。
• 尺寸較小且增量成本更少的電氣元件。
• 設計更緊湊，因為與高壓混合動力解決方案相比，各個元件之間的間隙更小。

如圖 1 所示，一個集成帶式起動發電機 (BISG) 向 48V 板網 (BN48) 和電池提供回收能量。這種配置還可以通過皮帶耦合到發動機的前端附件驅動，從而實現一定程度的扭矩輔助。這稱為 P0 配置。^{[5,6 ]}其他拓撲被指定為 P1、P2、P3 或 P4，其中的電機可能耦合到曲軸、變速系統或后軸驅動。

電流控制型降壓/升壓穩壓器（加上安全開關）^{[2, 7]}可在圖 1 中的 BN12 (12V) 和 BN48 (48V) 端口之間提供雙向電源傳輸能力，從而使兩個電池能夠在需要時同時供電。該穩壓器的基本半橋開關單元可通過支持多個并聯相位進行擴展，從而滿足更高的電流需求。請注意，低壓系統和高壓系統有一個公共接地，并且接地端子通過物理上獨立的接地螺栓/連接進行連接。^{[3, 4]}

本文重點介紹為 48V 側信號路徑和控制電路供電的隔離式電源。所述的初級側穩壓 (PSR) 反激式轉換器系列具有簡單、多用途、解決方案尺寸小、噪聲低、可靠性高且物料清單成本低等特性。