Vicor DC-DC模块让旅行电动自行车更持久
中国曾经被称为自行车王国 ， 几乎每个中国人都熟悉自行车 ， 而以电池作为驱动力的自行车通常属于交通工具 。 那么 ， 旅行电动自行车又是什么呢？
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【Vicor DC-DC模块让旅行电动自行车更持久】旅行电动自行车不是交通工具 ， 而是休闲娱乐和运动健身器材 。 它以人力驱动为主 ， 电力驱动为辅 。 当下 ， 旅行电动自行车正在兴起 ， 代表着健康生活新时尚 。 电动助力让骑手在上坡的时候轻松惬意 ， 并极大地扩展了骑手的行驶里程 。 同时 ， 像山地自行车或公路自行车一样 ， 旅行电动自行车十分轻便 ， 让骑手可以轻松骑行和拿放 ， 给我们带来十足的乐趣而不是痛苦的负担 。
听起来是不是很简单？然而 ， 制造出称心如意的旅行电动自行车并不容易 。 旅行电动自行车的这些特点要求其动力系统必须具备尺寸小、重量轻的特点 ， 同时还有尽可能地扩展续航里程 。 也就是说 ， 制造商必须从最轻最小的部件中榨取出最多的能量 。
作为旅行电动自行车备用电池的领先供货商 ， 位于中国深圳的泰科动力（TritekPower）谙熟其中的奥秘 。 据泰科动力总经理李昌彪先生介绍 ， 旅行电动电动自行车市场增长很快 ， 当前在欧洲的接受程度比较高 。 泰科动力给一家位于西班牙的自行车制造商供货 ， 这是德国老牌汽车发动机厂商Mahler于2018年下旬收购的一家公司 。 我们知道 ， 欧洲市场对产品的质量要求十分苛刻 。 泰科动力生产的旅行电动自行车备用电池包完全符合客户对小尺寸、高效率、高可靠性和电磁兼容等标准的严苛要求 ， 目前尚无其他厂商能与之竞争 。 据介绍 ， 泰科动力的备用电池包重量仅2斤多一点 ， 但可以提供近30公里的额外里程 。
说到这里 ， 有些读者可能不以为然：选用高能量密度的电池不就可以了吗？实际上 ， 电池包的设计生产没有那么简单 。 举个例子：大马力的汽车就一定跑得更快吗？如果没有一款高效的变速箱 ， 汽车发动机输出的动力会大打折扣 ， 这样的汽车不见得跑得过发动机更小 ， 但变速箱更高效、重量更轻的车子 。
同样 ， 电池包也需要高效的功率转换器件 。 李先生介绍说 ， 与交流驱动的电动摩托车不同 ， 旅行电动自行车的电机以直流电驱动 。 虽然锂离子电池输出的是直流电 ， 但随着电池电量和外界环境的变化 ， 电池的输出电压并不十分稳定 ， 所以我们需要一个DC-DC转换器来为电机提供稳定的电压 。 一款优秀的DC-DC转换器不仅要有稳定的输出 ， 其转换效率还要足够高 ， 这样才能保证电池电量得到充分利用 。 他说 ， 泰科动力的电池包总体效率可高达90% ， 比其他厂商的产品高出5%到10% ， 其中优秀的DC-DC转换器功不可没 。
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优秀的DC-DC转换器不仅能提升电池电量的利用率 ， 而且能减少电池包的热耗散 ， 这样电池包对散热的要求就会降低 ， 避免了散热片的使用 ， 从而进一步降低电池包的尺寸和重量 。
泰科动力最终选择的是美国Vicor公司的PI3741DC-DC电源转换模块 。 他们也曾采用其他厂商的方案进行过实验 ， 但客户对结果却不太满意 。 选用PI3741后 ， 泰科动力的电池包产品顺利通过了工况下的功能测试 ， 以及电磁兼容、抗冲击、防水等各项性能的认证 。
李先生介绍说 ， PI3741最突出的的特点就是高效率 ， 是备选方案中效率最高的 。 它的输入电压范围是30V至42V ， 输出电压为42V ， 非常适合旅行电动自行车备用电池包的输出转换 。 由于效率高、散热少 ， 电池包的热管理设计变得更加简单 。 由于使用了更少的元器件 ， 电池包的可靠性也得以提升 。
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据Vicor公司技术支持工程师余训龙先生介绍 ， PI3741之所以具有出色的高效率是因为它采用了Vicor公司专有的片上零电压开关（ZVS）技术 。 我们知道 ， 要想让电源转换方案的整体尺寸更小 ， 我们就必须提高开关电源的频率 ， 而随之而来的通常是开关损耗的上升 。 ZVS技术让开关过程中的电压为零 ， 即所谓软开关 ， 这样开关过程中的硅损耗便降了下来 。
软开关技术本身并非Vicor独有 ， 但只有Vicor将ZVS拓扑集成到了芯片之中 ， 实现了高转换效率下的高集成度 ， 减少了外部元件数量 ， 缩小了方案尺寸 ， 并提高了产品的可靠性 。
余先生介绍说 ， Vicor提供给泰科动力的PI3741模块以LGIZ形式封装 ， 更便于散热 ， 尺寸仅为10毫米x14毫米x2.5毫米 ， 转换效率可高达96% ， 比竞品高出两个百分点 。 他说 ， Vicor的产品一向以高质量见长 ， PI3741的次品率仅为两三个ppm 。 此外 ， PI3741具备很低的EMI辐射 ， 这些都为客户的终端产品满足欧美严苛的质量认证提供了帮助 。
好了 ， 旅行电动自行车、备用电池包和DC-DC转换器的故事就讲到这里 。 虽然2020年这个春夏限制了人们远足的步伐 ， 但阴云终将散去 ， 明天的阳光会更加美好 。 那时 ， 旅行电动自行车会载着更多热爱生活的人们享受大自然的恩赐和新技术的便利 。
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