電動(dòng)汽車充電器電路拓?fù)涞脑O(shè)計(jì)考慮-文庫吧
2025-07-14 14:16 本頁面
【正文】 AC230V,40A單相AC208～600V三相根據(jù)SAE J1773標(biāo)準(zhǔn)，感應(yīng)耦合器可以用圖3所示的等效電路模型來表示。對應(yīng)的元件值列于表2中。表2 充電用感應(yīng)耦合器等效電路模型元件值 fmin(100kHz) fmax(350kHz) Rpmax/mΩLp177。10％/μHRsmax/kΩLs177。10％/μHRmmin/mΩLm177。10％/μΗCs/μF匝比每匝電壓/V耦合效率/％絕緣電阻/MΩ最大充電電流/A最大充電電壓/V2045204:4100≮100400474 4055404:4100≮100400474 變壓器原副邊分離，具有較大的氣隙，屬于松耦合磁件，磁化電感相對較小，在設(shè)計(jì)變換器時(shí)，必須充分考慮這一較小磁化電感對電路設(shè)計(jì)的影響[5]。在設(shè)計(jì)中仍須考慮功率傳輸電纜。雖然SAE J1773標(biāo)準(zhǔn)中沒有列入這一項(xiàng)，但在實(shí)際設(shè)計(jì)中必須考慮功率傳輸電纜的體積、重量和等效電路。由于傳輸電纜的尺寸主要與傳輸電流的等級有關(guān)，因而，減小充電電流可以相應(yīng)地減小電纜尺寸。為了使電纜功率損耗最小，可以采用同軸電纜，在工作頻率段進(jìn)行優(yōu)化。此外，電纜會(huì)引入附加阻抗，增大變壓器的等效漏感，在功率級的設(shè)計(jì)中，必須考慮其影響。對于5m長的同軸電纜，典型的電阻和電感值為：Rcable=30mΩ；Lcable=～1μH。3 對感應(yīng)耦合充電變換器的要求根據(jù)SAE J1773標(biāo)準(zhǔn)給出的感應(yīng)耦合器等效電路，連接電纜和電池負(fù)載的特性，可以得出感應(yīng)耦合充電變換器應(yīng)當(dāng)滿足以下設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。 電流源高頻鏈感應(yīng)耦合充電變換器的副邊濾波電路安裝在電動(dòng)汽車上，因而，濾波環(huán)節(jié)采用容性濾波電路將簡化車載電路，從而減輕整個(gè)電動(dòng)汽車的重量。對于容性濾波環(huán)節(jié)，變換器應(yīng)當(dāng)為高頻電流源特性。此外，這種電流源型電路對變換器工作頻率變化和功率等級變化的敏感程度相對較小，因而，比較容易同時(shí)考慮三種充電模式進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。而且，副邊采用容性濾波電路，副邊二極管無須采用過壓箝位措施。 主開關(guān)器件的軟開關(guān)感應(yīng)耦合充電變換器的高頻化可以減小感應(yīng)耦合器及車載濾波元件的體積重量，實(shí)現(xiàn)電源系統(tǒng)的小型化。但隨著頻率的不斷增高，采用硬開關(guān)工作方式的變換器，其開關(guān)損耗將大大增高，降低了變換器效率。因而，為了實(shí)現(xiàn)更高頻率、更高功率級的充電，必須保證主開關(guān)器件的軟開關(guān)，減小開關(guān)損耗。圖8和圖9 恒頻或窄頻率變化范圍工作感應(yīng)耦合充電變換器工作于恒頻或窄頻率變化范圍有利于磁性元件及濾波電容的優(yōu)化設(shè)計(jì)，同時(shí)，必須避免工作在無線電帶寬，嚴(yán)格控制這個(gè)區(qū)域的電磁干擾。對于變頻工作，輕載對應(yīng)高頻工作，重載對應(yīng)低頻工作，有利于不同負(fù)載情況下的效率一致。 寬負(fù)載范圍工作感應(yīng)耦合充電變換器應(yīng)當(dāng)能夠在寬負(fù)載范圍內(nèi)安全工作，包括開路和短路的極限情況。此外，變換器也應(yīng)當(dāng)能夠工作在涓流充電或均衡充電等模式下。在這些模式下，變換器都應(yīng)當(dāng)能保證較高的效率。 感應(yīng)耦合器的匝比原副邊匝比大可以使得原邊電流小，從而可采用更細(xì)線徑的功率傳輸電纜，更低電流定額的功率器件，效率獲得提升。 輸入單位功率因數(shù)感應(yīng)耦合充電變換器工作在高頻，會(huì)對電網(wǎng)造成諧波污染。感應(yīng)充電技術(shù)要得到公眾認(rèn)可，獲得廣泛使用，必須采取有效措施，如功率因數(shù)校正或無功補(bǔ)償?shù)燃夹g(shù)，限制電動(dòng)汽車感應(yīng)耦合充電變換器進(jìn)入電網(wǎng)的總諧波量。就目前而言，充電變換器必須滿足IEEE5191992標(biāo)準(zhǔn)或類似的標(biāo)準(zhǔn)。要滿足這些標(biāo)準(zhǔn)，加大了感應(yīng)耦合充電變換器輸入部分及整機(jī)的復(fù)雜程度，增加了成本。而且，根據(jù)不同充電等級要求，感應(yīng)耦合充電變換器可以選擇兩級結(jié)構(gòu)（前級為PFC＋后級為充電器電路）或PFC功能與充電功能一體化的單級電路。4 變換器拓?fù)溥x擇
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