1 引言

随着汽车系统对电源的需求不断增长、政府对温室气体排放的要求越来越严格，以及从机械部件转换到电气功能来缩减尺寸和重量，传统的 12V 汽车铅酸电池已达到可用功率限制。^{[1, 2]}为了解决这一功率限制问题，汽车制造商正在开发一个双电压电气平台，该平台将较小的 12V 电池（用于与现有系统兼容）与运行高功率负载的 48V 锂离子电池包组合在一起，其中包括：

• 动力总成 — 超级充电和再生制动。
• 底盘/安全 — 主动式翻滚抑制系统和自动驾驶系统，例如雷达、摄像头、激光雷达和超声波传感器系统。

如图 1 中所示，这种双总线架构提供了一种途径，可提高传统汽油或柴油内燃机 (ICE) 车辆的性能，而安装全混合动力总成对成本和重量造成的不利影响更小。^{[3, 4]}这种轻混合动力电动汽车 (mHEV) 架构涉及动力总成相对不显眼的电气化。此外，由于稳态电压低于 60V 时，该系统不被指定为“高电压系统”。

因此，mHEV 系统需要：

• 更少的绝缘保护工作。
• 尺寸较小且增量成本更少的电气元件。
• 设计更紧凑，因为与高压混合动力解决方案相比，各个元件之间的间隙更小。

如图 1 所示，一个集成带式起动发电机 (BISG) 向 48V 板网 (BN48) 和电池提供回收能量。这种配置还可以通过皮带耦合到发动机的前端附件驱动，从而实现一定程度的扭矩辅助。这称为 P0 配置。^{[5,6 ]}其他拓扑被指定为 P1、P2、P3 或 P4，其中的电机可能耦合到曲轴、变速系统或后轴驱动。

电流控制型降压/升压稳压器（加上安全开关）^{[2, 7]}可在图 1 中的 BN12 (12V) 和 BN48 (48V) 端口之间提供双向电源传输能力，从而使两个电池能够在需要时同时供电。该稳压器的基本半桥开关单元可通过支持多个并联相位进行扩展，从而满足更高的电流需求。请注意，低压系统和高压系统有一个公共接地，并且接地端子通过物理上独立的接地螺栓/连接进行连接。^{[3, 4]}

图 1 mHEV 双电池系统的简化示例

本文重点介绍为 48V 侧信号路径和控制电路供电的隔离式电源。所述的初级侧稳压 (PSR) 反激式转换器系列具有简单、多用途、解决方案尺寸小、噪声低、可靠性高且物料清单成本低等特性。