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2025
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08
合金电阻在车载充电机（OBC）的应用原理及场景
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【新闻概要】合金电阻具有低阻值、高精密、低温度系数等特点，常被用于 OBC 电路中的大电流采样。
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一、 什么是 OBC？
车载充电机（On-Board Charger,简称 OBC）是一种将交流电源转换成直流电源的设备。它将充电站的交流电压转换成电池所需的直流电压。OBC 被安装在电动汽车中,利用来自住宅或公共充电站的交流电为这些车辆充电。OBC 的输出功率主要在 3.6 kw 至 22 kw 之间。车载充电机的另外一个优势在于可以利用家中的电源插座为电动汽车充电。
图 1. 车载充电机实物图
二、 合金电阻在 OBC 的应用原理
1. 电流采样
合金电阻具有低阻值、高精密、低温度系数等特点，常被用于 OBC 电路中的大电流采样。在 OBC 的 AC/DC 和 DC/DC 转换电路等部分，需要精确检测电流大小，以实现对充电过程的精确控制和保护。
合金电阻串联在电流回路中，根据欧姆定律 I=V/R，通过测量电阻两端的电压差 V，再结合已知的电阻值 R，就可以计算出回路中的电流值 I，从而将电流信号转化为电压信号反馈给控制电路，以便进行实时监控和控制，确保充电过程安全、稳定地进行。
2. 功率因数校正（PFC）
在 OBC 中，为提高功率因素，限制谐波电流，需要加入功率因素校正电路，Boost 型 APFC 技术是常用的 PFC 拓扑之一。在 Boost 型 APFC 电路中，通常采用平均电流控制方法，这种方法需要检测电感电流，以形成电压外环、电流内环的双环控制。合金电阻可用于对电感电流进行采样，具体是通过在主回路中对地接入合金电阻来实现。由于 APFC 电路在上电时，滤波电容充电会产生浪涌电流，因此要求合金电阻具有较高的浪涌电流承受能力，同时，为了保证电流采样精度，还需尽量降低其寄生电感。
三、 合金电阻在 OBC 的应用场景
合金电阻在车载充电机（OBC）中主要围绕电流检测与监控展开应用，因其低阻值、高精度、高浪涌承受能力等特性，适配 OBC 内部多个高电流、高可靠性要求的环节，具体应用场景如下：
1. AC/DC 整流电路的输入电流采样
OBC 首先需将电网的交流电（如单相 220V 或三相 380V）整流为直流电，此环节的输入电流是充电系统的基础参数，需实时监控以避免电网过载或 OBC 输入异常。
合金电阻串联在整流桥前端的交流输入回路中，用于检测输入交流电的瞬时电流和有效值。
作用：通过采样电流反馈给控制芯片，实现输入过流保护（如超过额定电流时切断电路）、电网谐波抑制（配合 PFC 电路优化），同时为功率计算（P = UI）提供数据支持。
2. DC/DC 整流电路的输入电流采样
OBC 的 DC/DC 环节需将整流后的高压直流电（如 300-400V）转换为适配动力电池的电压（如 200-800V，根据车型不同），此环节涉及高直流大电流，需严格监控以保障电池安全。
母线电流采样：合金电阻串联在 DC/DC 的高压母线（如初级侧开关管与变压器之间），检测初级侧的直流电流，用于控制开关管的导通 / 关断时序，避免母线过流导致开关管烧毁。
输出电流采样：串联在 DC/DC 次级侧的输出回路（靠近电池接口端），直接检测流向动力电池的充电电流，是充电过程中最关键的参数之一。
作用：实时反馈充电电流是否在设定范围内（如恒流阶段的电流精度需控制在±2% 以内），实现输出过流保护、限流控制（如电池接近满电时降低电流），并为充电量计算（电量 = 电流 × 时间）提供依据。
3. 功率因数校正（PFC）电路的电感电流采样
OBC 中 PFC 电路（多为 Boost 拓扑）的核心是将输入电流波形校正为与输入电压同相的正弦波，以提高功率因数，此过程需精确检测电感电流实现闭环控制。
合金电阻通常串联在 PFC 电感与地之间（或主功率回路中），用于采集电感的瞬时电流（包括连续模式下的斜坡电流或断续模式下的脉冲电流）。
作用：为 PFC 的平均电流控制或峰值电流控制提供反馈信号，确保电感电流跟踪电压指令，稳定输出电压，同时承受 PFC 启动时的电容充电浪涌电流（此时电流可能是额定值的数倍）。
4. 辅助电源的电流监控
OBC 内部需辅助电源为控制芯片、驱动电路、传感器等低压部件供电（通常为 12V 或 5V），虽然电流较小（一般几安培），但需要稳定可靠，以保障控制系
统正常运行。
合金电阻可用于辅助电源的输出回路，检测低压侧的工作电流。作用：实现辅助电源的过流保护（如控制芯片短路时快速切断电源），确保OBC 内部控制系统的稳定供电。
5. 继电器 / 接触器的吸合电流检测
OBC 中使用继电器或接触器实现高压回路的通断（如充电枪与电池的连接控制），其吸合瞬间会产生较大的浪涌电流，需监控以避免继电器触点损坏。
合金电阻串联在继电器的线圈回路或主触点回路中，检测吸合瞬间的峰值电流和稳定工作电流。
作用：判断继电器是否正常吸合（如电流异常可能表示触点粘连或线圈故障），并通过控制逻辑限制浪涌电流，延长继电器使用寿命。
三、 总结
相比其他电阻，合金电阻以低阻值高精度、高脉冲承受能力、低寄生电感、强环境适应性四大核心优势，完美匹配 OBC 对大电流采样、高频抗干扰、严苛环境可靠性的需求，成为车载充电机中电流检测和保护的关键元件。
毫欧电子致力于为电动汽车行业提供最新的元器件解决方案，以满足不断迭代更新的技术需求，为客户产品带来更高的性能和可持续发展。为产品提供更大的设计灵活性。
关于合金电阻在车载充电机（OBC）的应用优势及选型推荐，见下一篇文档。
注：本文档如有更新，恕不另行通知。若您还想深入了解产品或解决方案，或特定场景的应用，欢迎随时咨询技术支持。
完
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