1、丰田公司五代 DC-DC 转换器的性能比较 DC-DC 转换器的主要部件是变压器。变压器由一次侧（输入侧、充电电池侧）和二次侧（输出侧、铅蓄电池侧）两种线圈构成。线圈比与电压比成比例。 利用变压器改变电压时，变压器需通过交流电压。充电电池是直流电压，因此 DC-DC 转换器通过利用功率半导体 ON/OFF 来自充电电池的直流电压，将其转换成交流电压。然后，利用变压器转换交流电压，再利用功率半导体将交流电压转换成 14V 的直流电压。利用功率半导体转换交流和直流时，为抑制电压波形的噪声（平滑化） ，还使用了电容器。 决定 DC-DC 转换器性能的主要因素是变压器。变压器的大小、形状及支持的开关频
2、率随着更新换代而进化（图 9） 。开关频率由 70kHz 提高到 110kHz，变压器铁芯的重量由 215g 左右减轻至 61g 左右。变压器的线圈通过采用层叠平面线圈的类型，降低了高度。 图 9：变压器铁芯逐代进化（a）产品越新（PC95） ，温度特性越高。 （b）随着产品更新换代，重量减轻、能量效率提高、进化成易于散热的形状。 （点击放大）通过提高开关频率，可减小变压器和整流电路的尺寸。因为频率提高，可使功率半导体单位时间的开关次数增加。不过，为防止接近收音机 AM 广播的频率，过去一直采用 70kHz 频帯。最近由于抑制噪声的技术取得进步，采用了比原来高 40kHz 的 110kHz 频
3、帯。 变压器的铁芯材料采用的是最新的铁氧体材料“PC95”。PC95 的原料为Fe（铁） 、Mn （锰） 、Zn（锌） 。Fe 的混合比例等与原产品（“PC44”、 “PC45”等）不同。原产品在有些温度下，会出现铁损增大、效率降低现象。最新的铁芯可在很大的温度范围内减小铁损。铁损以磁滞损耗为主，还包括涡流损耗。与二次侧变压器相连的整流二极管采用了比上代热损耗低的产品。这样，整流二极管的封装面积比原来减小 40。 混合动力车用 DC-DC 转换器上使用的变压器铁芯材料采用了铁氧体（表） 。因为变压器中流过 100kHz左右的高频电流，与其他材料相比，铁氧体的效率最高。 家电中使用的变压器的工作
4、频率为 50/60kHz 左右，适于采用硅钢。非晶材料适合于频率高于 100kHz 的领域。 （全文完，特约撰稿人：近藤朋之，TDK 电力系统业务集团 EV 电源部部DC-DC 转换器不同的代规定了变压器的种类及DC-DC 转换器电路的基本构造。水冷/ 空冷、端子位置，主体形状等根据采用车型进行设计。基本构造以严酷环境下的空冷为前提设计。 按产品来看，转换效率由第 2 代到第 5 代一直在提高（图 8） 。电流为 10A 时，转换效率分别为约 84（第 2 代） 、约 86（第 4 代） 、约89（第 4.5 代） 。电流为 70A 时，转换效率由约86（第 2 代）提高到约 88（第 4.5 代） 。预计下一代第 5 代将超过 90。 （未完待续，特约撰稿人：近藤朋之，TDK 电力系统业务集团 EV电源部部长） DC-DC 转换器不同的代规定了变压器的种类及DC-DC 转换器电路的基本构造。水冷/ 空冷、端子位置，主体形状等根据采用车型进行设计。基本构造以严酷环境下的空冷为前提设计。图 8：DC-DC 转换器的效率效率逐代进化。最新一代GEN4.5 的转换效率为 90左右。下一代将超过 90。
