濟南能華介紹電動(dòng)車(chē)充電機設計

作者：www.www.pcmenaggio.com   發(fā)布日期：2014-11-11 21:51   信息來(lái)源：http://www.www.pcmenaggio.com

電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)載智能充電機設計

設計的目的是研制一款用于電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)載智能充電機，以實(shí)現隨時(shí)隨地對 電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池快速充電的目的。除了要實(shí)現小型化、輕量化、智能化的目標 之外，還要滿(mǎn)足高效率和高可靠性等要求，設計功率為 3KW。 為實(shí)現小型化、輕量化的要求，設計采用高頻開(kāi)關(guān)電源作為充電電源，這其 中包括開(kāi)關(guān)電源拓撲結構設計和功率元器件的選取等工作。而為了實(shí)現智能化， 設計中采用了以 TMS320LF2407 為核心的主控制板，以實(shí)現充電控制。

設計要求指標：

輸入市電 220V ± 10%，即 198～242V； 輸出電壓范圍 250～400V（可調） ； 最大輸出電流 20A（可調） ； 設計功率 3KW； 功率因數≥92％； 充電效率≥90％； 設計：

充電機主電路拓撲結構

DC-DC 雙向充電變換：

對各種雙向 DC-DC 變換器的結構分析，并結合本次充電機主回路的設計， 對電池的放電能量回收有兩種可行的處理方式， 一種是將反饋能量回饋到輸入側 電容， 另一種則是將能量回饋到輸出側電容。將能量反饋到輸入側電容需采用下 圖所示的電路結構，在此采用結構較為簡(jiǎn)單的雙向半橋 DC-DC 電路。

半橋 dc-dc 變換電路

雙向半橋驅動(dòng)及電流波形 工作模式 1： 變壓器原邊的半橋變換器正常工作，變壓器副邊整流輸出對 C4 進(jìn)行充電， 并使 C4 維持在較 Vb 高一定量的電壓上，此時(shí) C4 可以近似為一個(gè)恒壓源。 T1 時(shí)刻，Q3 導通，此時(shí)電路中電流的流向如圖所示。

儲存在 C4 的能量經(jīng) Q3 和 L2 開(kāi)始以 ib 對電池進(jìn)行充電，在此過(guò)程中 Ib 逐漸增大。

設 Q3 導通時(shí)的占空比為 D1 ，開(kāi)關(guān)周期為 T，則上式可轉化為

t 2 時(shí)刻， 關(guān)斷， Q3 由于電感中流過(guò)的電流無(wú)法突變， 上的續流二極管 D12 導 Q4 通， 在此過(guò)程中 Ib 逐漸減小， 儲存在 L2 內的電能經(jīng) D12 繼續對電池進(jìn)行充電。 電感 L2 上的電壓為

此時(shí)電路中電流流向如圖：

綜合上式：

在正向充電期間，對充電電流的控制就是通過(guò)控制 Q3 的導通和關(guān)斷來(lái)實(shí)現的。 電路的工作狀態(tài)不斷在 t1 和 t2 兩個(gè)時(shí)刻之間進(jìn)行切換，從而控制電池的充電 電流。此時(shí)的雙向半橋相當于一個(gè) Buck 電路。 工作模式 2： 當周期正脈沖充電完成，需要轉入負脈沖放電時(shí)，先關(guān)閉 Q3，使 L2 中的電流 經(jīng) D12 續流，直至 ib = 0，同時(shí)停止變壓器原邊的半橋回路的工作。T3 時(shí)刻， Q4 導通，電池經(jīng)電感 L2 和 Q4 放電，電感中的放電電流 id 逐漸增大，放出 的能量?jì)Υ嬖?L2 中，電路中電流流向如圖：

T4 時(shí)刻， Q4 關(guān)斷，id 經(jīng) D11 續流，從而將儲存在電感 L2 中的能量送至 C4

中，在此過(guò)程中 id 逐漸減小，電路中電流流向如圖

綜上：

放電時(shí)，通過(guò)控制 Q4 的導