電動汽車諧振式動態(tài)無線供充電裝置設(shè)計說明書(編輯修改稿)
2024-07-10 08:10 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 構(gòu)簡單， 理論轉(zhuǎn)換效率為 100%，實際可以做到 96%左右。 開關(guān)管 T 采用 MOS 管，正常工作時要能工作在軟開關(guān)狀態(tài)。 L0為大電感，為負(fù)載網(wǎng)絡(luò)提供恒流； C0為包括 MOS 管的結(jié)電容和外加電容，輔助實現(xiàn)諧振，使 MOS 管零電壓開通；C、 L 和 R 構(gòu)成諧振負(fù)載網(wǎng)絡(luò)。 0 .0 0 2 .5 0 5 .0 0 7 .5 0 1 0 .0 0 1 2 .5 0 1 5 .0 0 1 7 .5 0 2 0 .0 0F re q [M H z ]1 1 0 .0 01 0 5 .0 01 0 0 .0 09 5 .0 09 0 .0 08 5 .0 08 0 .0 07 5 .0 07 0 .0 0dB(S(p1,p2))H F S S D e s i g n 1X Y P lo t 1 ANSOFTC u r v e In f od B ( S ( p 1 , p 2 ) )S e t u p 1 : S w e e pRCLC0L0TVi n 圖 8. E 類 高頻逆變器 該變換器在穩(wěn)態(tài)下工作時，其工作模態(tài)可以分為四個階段，如圖 9 所示。 Ug sUT( UC 0)ITUCt0t1t2t3 圖 9. E 類 高頻逆變器 工作模態(tài) 2）參數(shù)設(shè)計 開關(guān)管 T 從關(guān)斷到開通的過程中，它的漏極電壓會隨著電容 C0和負(fù)載網(wǎng)絡(luò)的瞬變響應(yīng)而變化。因此定義一個負(fù)載阻尼系數(shù) QL=ωL/R，當(dāng) QL過低時，開關(guān)管的漏極電壓會在關(guān)斷時刻還沒下降到零，從而會出現(xiàn)大電流和大電壓的情況，從而燒壞開關(guān)管；當(dāng) QL過高時，由于負(fù)載網(wǎng)絡(luò)是一個二階的系統(tǒng)，會使開關(guān)管的漏極電壓下擺到負(fù)值，從而可能會造成開關(guān)管反向擊穿。根據(jù)文獻(xiàn) [10]， QL應(yīng)取 5~10，其他參數(shù)的設(shè)計為： 2LQRL f?? (4) 1 1 .1 1 0(1 )2 1 .7 8 7 9LLC fQ R Q??? ? (5) 0 20 .8 10 .1 8 3 6 (1 )24LL QC fR Q??? ? (6) 根據(jù)以上關(guān)系，可以設(shè)計本作品高頻逆變器的參數(shù)如表 1 所示。 表 1 高頻逆變器參數(shù) 參數(shù) 數(shù)值 參數(shù) 數(shù)值 Vin 12V L L0 128μH C C0 R 7Ω 線圈 形狀 設(shè)計 無線充電當(dāng)中最常用的有兩種線圈，一種是平面盤式的，一種是空間螺旋式的，如圖 10所示?？紤]到實際情況，我們一般采用平面盤式結(jié)構(gòu)（節(jié)省空間，便于安裝）。 平 面 盤 式空 間 螺 旋 式 圖 10. 無線充電線圈形狀 實際實驗中的線圈與電動小汽車大小相當(dāng)，尺寸約為 20*10（單位： cm），為了增強發(fā)射線圈和接收線圈之間的耦合 且便于后面計算 ，我們采用兩片相同的印刷 電路板 線圈 。印制電路板線圈實物如圖 11 所示 。 圖 11. 印制電路板線圈 用精密阻抗分析儀測得線圈內(nèi)阻為 ，自諧振頻率為 25MHz，考慮到系統(tǒng)頻率為 1MHz,因此在線圈一端串聯(lián)一陶瓷電容，將其諧振頻率調(diào)到 1MHz 左右。 整流穩(wěn)壓電路設(shè)計 由于在動態(tài)充電過程中接收線圈的電壓波動較大，因此應(yīng)選用較寬范圍的穩(wěn)壓模塊，本裝置中采用美國國家半導(dǎo)體公司（ NI）生產(chǎn)的穩(wěn)壓器 ，該芯片輸入電壓范圍較大（ 8V42V），輸出穩(wěn)壓 ，輸入電流最大可達(dá) 3A。具體整流和穩(wěn)壓電路 如圖 12 所示。 MR X穩(wěn)壓電路L M 2 2 6 7 6MC 1C 2V i nG N DF BB O O TS WN CE NLC bZC o u tR 1R 2R 3 圖 12. 整流和 穩(wěn)壓電路 其中接收線圈為 RX，采用全橋整流電路，整流二極管型號為 1N5819；穩(wěn)壓電路中具體參數(shù)為 ： 輸入電壓 Vin
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