Convertidor de relación fija BCM DC-DC: solucionador de problemas perfecto para vehículos eléctricos
A diferencia de un convertidor convencional, que regula el rango de voltaje de entrada a un voltaje de salida específico, un convertidor BCM es un convertidor de relación fija donde el voltaje de salida es una fracción fija del voltaje de entrada, conocido como “factor K”.
La operación se realiza en tres etapas: la conmutación del lado primario convierte la entrada de CC en una sinusoide, una etapa de transformador ideal escala el voltaje por la relación de las vueltas entre el lado primario y secundario, y la conmutación del lado secundario convierte la sinusoide en una salida de CC.
Estos módulos flexibles se pueden conectar fácilmente en paralelo a matrices de alta potencia, y las salidas se pueden poner en serie para lograr un voltaje de salida más alto.
La familia BCM convierte de entradas de 800 V a 48 V con varios factores K para adaptarse a una amplia gama de aplicaciones y mercados.
Basados en una topología patentada de convertidor de amplitud sinusoidal (SAC™), los BCM de alto voltaje pueden alcanzar eficiencias máximas de hasta el 98% y alcanzar densidades de potencia de hasta 2.400 W/in³.
Dichos módulos flexibles se pueden conectar fácilmente en paralelo en matrices de alta potencia y las salidas se pueden poner en serie para lograr un voltaje de salida más alto. Además, los BCM son inherentemente bidireccionales, lo que brinda aún más oportunidades para innovar subsistemas en todo el vehículo.
Y, por otro lado, los BCM también permiten a los diseñadores reducir la cantidad de capacidad aparente necesaria en la carga al “reflejar” efectivamente la capacidad a través del módulo, en función del factor K especificado.
Además, las topologías de conmutación de corriente cero (ZCS) y conmutación de voltaje cero (ZVS) minimizan las pérdidas. La capacidad de realizar una conversión reductora de alto voltaje a bajo, o una conversión reductora de bajo a alto, permite que el BCM convierta simétricamente la energía con la misma eficiencia y cantidad en cualquier dirección.
Nuevas oportunidades para los diseñadores
Esto hace que el enfoque sea muy adecuado para aplicaciones en la automoción en las que hay una carga y descarga rápidas de una carga de potencia del vehículo, como la suspensión activa.
La conmutación ZCS/ZVS también permite que los convertidores BCM funcionen a frecuencias más altas que los convertidores convencionales, proporcionando una respuesta rápida a los cambios en las corrientes de carga y una ruta de baja impedancia desde la entrada hasta la salida. Se pueden lograr tiempos de respuesta transitorios de hasta ocho millones de amperios por segundo en comparación con los tiempos de 250 A por segundo cuando se utilizan técnicas convencionales.
Esta respuesta rápida, combinada con la conversión de relación fija, el funcionamiento bidireccional y una ruta de baja impedancia, permite que un BCM sirva como una batería virtual, al tiempo que ofrece un peso de cable reducido utilizando un cableado más ligero de 10 AWG.
Así, todo esto es importante porque la energía aún debe distribuirse a través del subsistema de un vehículo a una combinación de cargas de 48 V y 12 V. El BCM es un elemento esencial para optimizar la arquitectura zonal que extiende la distribución de 48 V alrededor del vehículo antes de convertirlo a cargas de 12 V.
