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1引言

據市場研究機構預測，全球電池化成分容產線市場規模在未來幾年將繼續保持增長態勢，其中，亞洲市場增長速度最快，尤其是中國市場。中國政府對于新能源汽車和儲能領域的支持力度不斷加大，推動了電池化成分容產線的市場需求不斷增長。

根據中汽協數據顯示，2022年全國新能源汽車產銷達到705.8萬/688.7萬輛，同比增長96.9%/93.4%，市場占有率達到25.6%。2022年國內汽車行業受到了較大的考驗，不過好在下半年國家出臺了購置稅減半優惠以及“新十條”出臺疫情管控放開，整體車市有所回暖，其中比亞迪更是以186.8萬輛的銷量佳績領先一眾車企。中汽協預計2023年我國新能源汽車銷量將達到900萬輛，同比增長35%。

根據CNESA預測，我國未來5年的新型儲能市場將獲得高速發展，復合增速將維持在50%以上，預計到2026年樂觀狀態下儲能市場的累計裝機將達到79.5GW，帶動儲能電池材料獲得高速發展。

DC/DC變換器是將直流電源從一個電壓級別轉換到另一個電壓級別的一種電子元器件，這種轉換在許多領域都是必要的，在電池化成分容中也占據著重要地位。

2 DC/DC轉換器發展歷程

DC/DC轉換器的發展經歷了多個階段，主要包括線性穩壓器、開關穩壓器和多級變換器等。

線性穩壓器在早期被廣泛使用，但效率較低，因為它將輸入電壓降低到所需電壓時，會將多余的能量以熱量的形式消耗掉。為了提高效率，開關穩壓器開始被引入。開關穩壓器通過控制功率開關器件的開關，將輸入電壓轉換為高頻脈沖信號，然后通過濾波器進行平滑，輸出所需電壓。開關穩壓器的效率可以達到90%以上，提高了能量利用率。

為了滿足不同的電壓要求，多級變換器逐漸興起。多級變換器包括升壓變換器、降壓變換器和升降壓變換器。升壓變換器可以將低電壓提升到高電壓，適用于一些特定的應用，如太陽能系統、電動車等。降壓變換器可以將高電壓降低到低電壓，適用于大多數電子設備。而升降壓變換器則可以實現電壓的雙向轉換，適用于需要電源切換的場景。

隨著微處理器的高速化發展，DC/DC轉換器從低功率向中功率發展是必然趨勢。因此，DC/DC轉換器從251W到750W的增長速度也比較快，主要用于Service醫療和實驗室設備、工業控制設備、遠程通信設備、多路通信和傳輸設備等。

3 DC/DC轉換器基礎原理解析

DC/DC變換器有多種類型，包括升壓型（Boost）、降壓型（BUCK）和升降壓型（Buck-Boost）。選擇哪種類型的轉換器取，決于所需的輸出電壓和電流，以及輸入電壓的范圍。

（1）Boost電路

通過控制開關管的通斷時間來調節輸出電壓的大小。

當開關管導通時，輸入電壓加在電感上，電流通過電感逐漸增加，同時電感儲存能量。

當開關管截止時，電感通過負載放電，放電電流逐漸減小，電感釋放之前儲存的能量。由于電感的磁通量在開關管導通和截止期間保持不變，因此輸出電壓的幅度高于輸入電壓。輸出電壓可以通過改變開關管的通斷時間來調節。當開關管導通時間越長，電感儲存的能量越多，輸出電壓越高。相反，當開關管導通時間越短，輸出電壓越低。

（2）BUCK電路

當開關管導通時，電流從輸入電源流過開關管和儲能元件，儲能元件開始儲存能量。此時，輸出整流器上的電壓為零，因此沒有電流流過負載。

當開關管截止時，儲能元件通過輸出整流器和負載釋放能量。由于開關管的截止，輸入電源不再為儲能元件提供能量，因此輸出電壓的幅度將低于輸入電壓。

通過控制開關管的通斷時間（占空比），可以調節輸出電壓的大小。在開關管截止期間，電感器的電流和電容器的電荷量必須連續，因此在開關管通斷的過渡期間，會出現短暫的電壓過沖或電流過沖。這些過沖可以通過適當的緩沖電路進行抑制。

（3）Buck-BoostDC-DC變換器

通過采用一個LC并聯諧振電路，把負載端的電感和電容串聯起來，以達到雙向功率轉換的目的。當輸出端電壓高于輸入端電壓時，變換器工作在降壓模式（buckmode）下，輸出電壓低于輸入電壓時，變換器工作在升壓模式（boostmode）下，同時，將轉化出的過剩能量通過電容器和電感儲存，以備后續使用。

4 化成產線電源架構

（1）并聯型化成分容電源架構

并聯型化成分容電源架構采用“一對一”方式進行化成，通過AC/DC-DC/DC-Buck變換，轉換為單體電池電壓化成。并聯架構經過多年的發展，已經非常成熟，由于是一個單體一個回路，所以整體安全性能高，受客戶認可度高，但是由于其多回路特性，導致搭建成本較高，產品的一致性也會受到影響。

（2）串聯型化成分容電源構架

串聯型采用“一對多”方式進行化成，由于串聯的電流大小相等，因此電芯化成一致性好，還可以節省20%~30%的生產成本，同時運維效率也能大大提高；然而，由于串聯技術需要眾多電芯串聯在一起進行測試，對前道制造的電芯的一致性要求更高；同時，若串聯中的某個電芯出現短路，可能會影響全盤電芯效果。

兩級式轉換拓撲是化成中運用較廣的變換技術，它采用兩級結構來實現高效的電能轉換是由兩個獨立的DC-DC

轉換器組成，第一級轉換器將輸入電壓轉換為中間電壓，第二級轉換器則將中間電壓轉換為最終的輸出電壓。這種拓撲結構可以實現更高的電壓轉換效率和更寬的輸入電壓范圍。

在兩級式轉換中，第一級轉換器通常采用Boost電路或Buck電路，根據輸入電壓和輸出電壓的關系，將輸入電壓轉換為中間電壓。第二級轉換器則采用隔離型拓撲結構，如Flyback、Push-Pull等，將中間電壓轉換為最終的輸出電壓。

總之，兩級式轉換是一種先進的DC-DC轉換技術，通過兩級結構的優化設計，實現了高效率、寬輸入電壓范圍、高輸出功率和高可靠性的特點。它在各種需要高效電源管理的場景中具有廣泛的應用前景。

5 前景展望

化成分容電源系統為直流系統，結合國家大力發展新能源，許多行業配套均引入光伏、儲能系統，能有效減少由于電能變換帶來的損耗，同時也可以響應國家削峰填谷的戰略發展，推動產業綠色化發展。

6 化成分容MAGTRON電流檢測方案

（1）MCSD-200D/NP--采用雙電源閉環磁通門原理，0.1%的精度，配合化成分容廠家產線的校準，能達到0.05%的精度，滿足化成分容的高精度檢測需求。

（2）MIT-200S--采用多閉環磁通門技術，在全溫環境下達到0.05%的精度，適用于對精度要求更高的產線及實驗室環境使用。

產品采用隔離式測量，適用于高壓、大電流等環境，可靠性高，由于其堅固和耐用的設計，電流傳感器可以在各種環境條件下穩定運行，無論是高溫還是低溫，干燥還是潮濕。此外，由于其較長的使用壽命和較低的故障率，使得電流傳感器成為需要長時間運行和高度可靠的理想選擇。

浙江巨磁智能技術有限公司是一家充滿活力和創新精神的企業，擁有一支高素質的研發團隊和管理團隊，秉承“創新、品質、服務”的經營理念，不斷推陳出新，產品和技術服務得到了廣泛的應用和認可。公司通過不斷的技術創新和市場拓展，贏得了客戶的信任和好評，建立了良好的品牌形象和市場口碑。