在該系統(tǒng)中,升壓轉(zhuǎn)換器為電動汽車(EV)中的電池充電。傳統(tǒng)的OBC(車載充電系統(tǒng))具有橋式整流器,可將輸入的AC電壓轉(zhuǎn)換為DC,但在整流過程中,存在高傳導性,并且開關損耗和發(fā)熱問題也隨之而來。交錯式拓撲用于解決此問題。研究人員正在嘗試開發(fā)無橋升壓轉(zhuǎn)換器。它不僅減少了傳導損耗,而且減少了電路中的半導體數(shù)量。
提議的無橋升壓充電器設計具有較少的二極管,這意味著減少了傳導損耗和整流二極管中的熱量問題。由于與CLL諧振電路集成在一起,半導體數(shù)量也減少了。
它的工作是當您獲取墻壁輸出,而交流輸出則通過PFC將其運行,為您提供直流輸出,然后將其運行到CLL板上,后者會將其轉(zhuǎn)換為電壓以為EV和HEV電池充電。在汽車上運行的,使用雙整流器的800 V電池系統(tǒng)中,OBC以不同的模式運行。
電壓控制方式
當前控制模式。
在電壓控制模式下,電壓增加到所需的輸出以對電池充電。在當前控制模式下,您將能量設置為要為OBC供電的水平。一側(cè)有一個PFC級整流器,另一側(cè)有一個有源CLL整流器。它是耦合的雙整流器,可增強汽車系統(tǒng)中的電路。有一個隔離變壓器連接兩個整流器并通過800 V電壓。充電系統(tǒng)具有眾多功能,并且在連接兩個共享開關方面起著舉足輕重的作用。
圖1:用于車載電動車充電的8
00-V
控制原理
通常,電流控制模式是OBC中使用的技術(shù),它允許在不同的輸入電壓范圍內(nèi)產(chǎn)生高電流。在這種模式下,輸出電流與輸入電壓成正比。使用參考信號,該參考信號用作反饋并減少誤差信號以實現(xiàn)此目的。在傳統(tǒng)的電流控制模式下,能量和功率是標準化的。所指示的在控制電路中引入了一個乘法器,而在新方法中,電流隨仿真電阻(Re)的變化而變化。壓控振蕩器控制電壓反饋的開關頻率。OBC在CCM(連續(xù)傳導模式)下運行。對于每個半周期,使用一個電容器,這意味著在正半周期中,電感器通過Ci1放電,而在負半周期中,
圖2:電動汽車充電轉(zhuǎn)換器
PFC級和LLC轉(zhuǎn)換器
充電系統(tǒng)將無橋轉(zhuǎn)換器與諧振電路集成在一起,以減少任何半導體器件的接合。CCM整流器的存在減少了二極管的數(shù)量,并且主要有助于減少兩個共享開關中的電導率損耗。結(jié)果,它解決了二極管橋式整流器的發(fā)熱問題。因此,PFC級是使用800伏以上SiC MOSFET的三相半橋整流器。它需要從整流器對面的插座獲取190伏特至265伏特的交流輸入。它通過三個半橋整流器將其轉(zhuǎn)換為800伏的直流輸出。OBC的第二階段是LLC轉(zhuǎn)換器。這樣就使用了我們的800伏SiC MOSFET的全橋主功率級。然后它穿過共振坦克,
帶有AC-DC升壓轉(zhuǎn)換器的EV和HEV電池
此階段的輸出電壓為200伏特至450伏特,具體取決于您的EV(電動汽車)和HEV(混合EV)電池。它分為幾個較小的板,需要進行一些選擇和少量修改,以測試不同的諧振,并且通過它,還可以更改CLL整流器的拓撲。
轉(zhuǎn)換器中放置了一些通常較重的磁性元件。許多耦合電感器放置在轉(zhuǎn)換器中以減小其尺寸和重量。由于我們通過使用磁力將有源整流器接合在輸出級中,因此未采用復雜的平衡方案。借助輸出直流電壓和通過頻率控制使用AC-DC升壓轉(zhuǎn)換器,可以輕松找到轉(zhuǎn)換器模塊。
圖3:800-V轉(zhuǎn)換器原型電動汽車充電
分析與結(jié)論
諧振電路非常復雜,并使用150nF的諧振電容器,使用800伏的全電壓電源來有效地運行軌道并在波中產(chǎn)生紋波。通過電路中跟隨的正弦輸入電流,可以獲得較低的THD(總失真諧波)。SiC和MOSFET開關的操作使用軟開關方法。整個雙整流器中使用的轉(zhuǎn)換器的效率估計為96.5%,開關之間使用的頻率為60,000 Hz,足以使汽車運行得更好。系統(tǒng)中使用的轉(zhuǎn)換器減少了二極管的數(shù)量,并使用了新的PFC整流器,該整流器是無橋升壓的。通過諧振轉(zhuǎn)換器和無橋電路的集成,它還減少了開關的數(shù)量。
對于汽車制造商和消費者來說,轉(zhuǎn)向使用EV和ATV電池以減少污染,從而促進電動汽車的快速增長,具有吸引力。像基于碳化硅的OBC這樣的系統(tǒng)可提高效率并減少汽車中的炸彈含量。
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