燃料電池車用大功率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)，這些敏感元器件對電磁干擾非常敏感。在FCEV用大功率DC/DC變換器主電路實際布局中，通常將敏感元器件布局在離功率開關管IGBT、續(xù)流二極管和高頻變壓器盡量遠的地方、同時將信號線絞合并縮短布線距離，這樣可以大大降低電流信號的噪音，提高系統(tǒng)的控制性能。同時，在FCEV用大功率DC/DC變換器布線方面，也要盡量將敏感信號線路遠離功率開關管IGBT、續(xù)流二極管和高頻變壓器等強干擾源。同時，不能與高壓交流信號和高頻脈沖信號放置在一起，應保證適當?shù)木嚯x。

　　● 屏蔽和信號接地設計

　　在燃料電池電動汽車中，大功率DC /DC變換器和其他控制電路、電機控制器等設備安置在一起，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合的屏蔽方式來抑制輻射干擾[7]。此外，信號接地[8]也可以消除外界或其他設備對FCEV用大功率DC/DC變換器的干擾，其關鍵是選擇恰當?shù)碾娐饭矃⒖键c以及接地線路的合理布局。

　　大功率DC/DC變換器控制電路板抗干擾設計

　　控制電路是大功率DC/DC變換器很重要的組成部分之一，良好的電路板設計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、通訊信號以及驅(qū)動模塊組成，為防止相互間信號干擾，在設計電路的時候?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，實現(xiàn)了電源輸入端和輸出端的電氣隔離。采樣信號隔離包括電流采樣隔離和電壓采樣隔離。通訊信號隔離采用光電耦合器HCPL0600來實現(xiàn)了CAN總線輸入輸出信號的光電隔離。FCEV用DC/DC變換器輸出功率較大，所以選用IGBT為功率開關管，而IGBT不同規(guī)格對應不同的驅(qū)動隔離方法。一般小功率IGBT采用TLP250驅(qū)動隔離，中等功率IGBT驅(qū)動多采用EXB841/840系列驅(qū)動隔離模塊，而大功率或超大功率IGBT可采用2SD315A模塊來實現(xiàn)驅(qū)動隔離。實踐證明，將各個功能模塊隔離，可以大大降低控制電路各個模塊之間的相互干擾，保證了信號傳遞的可靠性及信號處理的準確性。