高频隔离型直流充电机的设计

为了满足电动汽车对充电机大电流输出、高功率密度及高性价比的要求,采用变压器整流和全桥式变换器结构,结合模块化设计思想,设计了一款双机四模块的大电流输出充电机。在试验及实际应用发现,该设计运行可靠,各项指标满足要求,可靠性高、成本低,具有良好的市场应用价值。     

单级三相PFC+变压器串并联DC/DC变换器研究

为满足电动汽车车载充电机大功率输出需求,设计了一种单级三相功率因数校正(PFC)+变压器串并联DC/DC变换器。该变换器将三相PFC拓扑和移相全桥拓扑合二为一,采用变频控制,实现了输入PFC、桥臂开关管零电压开关(ZVS)开通和输出电压可调。变压器采用初级绕组串联、次级绕组经全桥整流加电感滤波后再并联的策略,实现了功率拓展及功率自动均衡。分析了变换器工作原理,根据实验技术指标介绍了参数设计和器件选取,分析了变压器在此结构下功率自动均衡原理。最后,设计实验样机验证了其有效性。     

集成式车载充电机的研究

电动汽车以其节能、环保、高效的特点成为21世纪最具潜力的交通工具之一,而制约电动汽车发展的电池以及充电技术的突破有助于电动汽车的迅速发展。设计了一款集成式车载充电机,该充电机同时具有高压充电功能和低压直流转换功能,巧妙的把充电机与DC/DC集成,共用功率电子元器件和控制电路,并用Matlab/Simulink仿真技术对设计进行检验和优化。实验结果表明该产品性能稳定,能有效减少汽车的体积和质量,并节约成本,具有一定的推广应用价值。     

应用虚拟同步电机技术的电动汽车快充控制方法

快充是电动汽车的一大关键技术。基于虚拟同步电动机控制策略,提出一种电网友好的电动汽车快充解决方案。该方案由交流接口和直流接口两部分组成,其中交流接口的三相H桥整流电路将电网电压整流为600 V直流电压,再经过直流接口的大功率DC/DC变流器转换为48 V的直流电压,供给电动汽车负荷。交流接口方案采用虚拟同步电动机技术,保证并网电流的低谐波畸变的同时,还可以响应电网电压/频率异常事件,并提高快充接口的惯性和阻尼,可在一定程度上提升电网的稳定性。该控制方法可降低电动汽车快充接口对电网的影响,提升电网对大规模电动汽车接入的适应性。直流接口采用隔离型DC/DC变换器,可以满足电动汽车电池快速恒功率充电的需求。在分别给出交流接口和直流接口的控制策略基础上,利用PSCAD/EMTDC仿真及一台50 kW样机实验验证了所提快充解决方案的正确性和有效性。     

一种适用于电动汽车充电机的变压器钳位DC/DC变换器

为了减小电动汽车充电机谐波对电网造成的危害,很多充电机采用了三相输入功率因数校正(PFC)技术,造成充电机直流/直流(DC/DC)变换器的直流侧电压偏高.针对上述问题,提出了2种变压器钳位DC/DC变换器,并对基于串联谐振方式的变压器钳位3电平DC/DC变换器作了详细的分析.该变换器利用变压器钳位,无需辅助元器件,每个主开关电压应力是输入电压的一半,输入分压电容上的电压自动均压,大大降低了输入分压电容的容量要求.文中对变压器的钳位原理进行了分析,并通过一个6 kW的原理样机进行了实验验证.     

双向高效高功率因数电动汽车充电机研究

电动汽车作为一种高效、节能、零排放的交通工具,将成为未来城市的主导。而对充电机的研究,将直接影响未来电动汽车的发展。针对传统电动汽车充电机的结构,提出了一种高效且高功率因数、低谐波含量、能量双向流动的充电机结构。该结构前级采用三相电压型PWM整流器,后级DC/DC变换电路采用电流可逆斩波电路。针对前级,推导了一种功率前馈的无差拍控制,该方法实现了系统的快速、无差整流。针对后级,提出了一种基于马斯定律的自适应多阶段恒流充电控制,能够有效地延长蓄电池的使用寿命和缩短充电时间。最后通过仿真与实验验证了所提结构与方法能够实现充电机的双向高效、高功率因数、低谐波功能。     

新型混合动力电动汽车车载充电机的研究

为了减少混合动力电动汽车(HEV)接入电网充电时向电网注入谐波,车载充电机必须进行功率因数校正(PFC)。目前常用的PFC电路是单相不控整流+Boost两级电路,限制了变换器效率的提高。研究设计了一种交错并联Boost电路作为PFC电路。为了进一步提高效率,采用移相全桥ZVS DC/DC作为车载充电机的后级电路。在对上述的主电路拓扑的工作原理进行分析的基础上,给出了部分关键参数的设计方法,并分别设计了相应的控制策略。仿真和实验结果验证了所设计的新型车载充电机的可行性。     

电压暂降对电动汽车充电影响研究

电压暂降可能导致电动汽车充电设备非正常运行。采用PSCAD软件分别建立了单相车载充电机、三相六脉冲整流充电机、十二脉冲整流充电机和PWM整流充电机的仿真模型,仿真分析了不同严重程度、不同类型的电压暂降对工作在不同状态下的充电机的影响,并对影响程度进行了评估。结果表明,电压暂降对充电机的影响不仅与电压暂降的强度和类型有关,还与充电机的工作状态有关。     

基于不同整流装置的电动汽车充电机比较

电动汽车充电站的主要设备之一是充电机,充电机是由整流器、直直变换器等装置组成的电力电子设备,接在城市电网和电动汽车之间会对城市电网产生谐波污染.为了消除和抑制谐波污染.有必要分析各种充电机的谐波大小和变化趋势.本文使用电力系统软件PSCAD,建立了不控整流充电机、十二脉波整流充电机和PWM整流充电机的模型,从接入系统产...     

不同类型电动汽车充电机接入后电力系统的谐波分析

电动汽车充电站接入电力系统产生的谐波主要来自充电机的整流装置,因此有必要对由不同整流装置构成的充电机接入系统产生的谐波进行对比分析,为充电站的谐波治理和充电机选择提供依据。使用PSCAD软件设计了充电机谐波测量模型,建立了三相桥式不控整流充电机、12脉波整流充电机、脉宽调制整流充电机的仿真模型,使用快速傅里叶变换法测量了谐波,并对数据进行了对比分析。该模型能够为充电站选择充电机提供依据。该方法可用于集中式、采用常规充电方式的大型充电站接入系统的谐波分析。     

Hybrid DC–DC converter with high efficiency,wide ZVS range,and less output inductance

In this paper, a new soft switching direct current (DC)–DC converter with low circulating current, wide zero voltage switching range, and reduced output inductor is presented for electric vehicle or plug‐in hybrid electric vehicle battery charger application. The proposed high‐frequency link DC–DC converter includes two resonant circuits and one full‐bridge phase‐shift pulse‐width modulation circuit with shared power switches in leading and lagging legs. Series resonant converters are operated at fixed switching frequency to extend the zero voltage switching range of power switches. Passive snubber circuit using one clamp capacitor and two rectifier diodes at the secondary side is adopted to reduce the primary current of full‐bridge converter to zero during the freewheeling interval. Hence, the circulating current on the primary side is eliminated in the proposed converter. In the same time, the voltage across the output inductor is also decreased so that the output inductance can be reduced compared with the output inductance in conventional full‐bridge converter. Finally, experiments are presented for a 1.33‐kW prototype circuit converting 380 V input to an output voltage of 300–420 V/3.5 A for battery charger applications. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

脉冲负荷对舰船综合电力系统的冲击作用研究

综合电力系统可以为舰载高能功率武器等脉冲功率负荷提供瞬时高能。脉冲负荷具有极高瞬时功率,它的使用必将对系统电能质量带来较大的影响。为此就脉冲负荷对舰船综合电力系统的冲击作用进行了研究,其脉冲功率系统为储能电容充电电路形式。充电电路有2种不同拓扑结构:基于可控整流器和基于不可控整流-直流变换器。结果表明:脉冲负荷采用不可控整流器-直流变换器拓扑形式比采用可控整流器拓扑形式对系统造成的冲击小得多,并且电力推进的协同使用可进一步降低冲击强度。     

电动自行车快速充电器的研究

由于传统的蓄电池充电方式一般没有去极化措施,这会影响蓄电池的充电时间、容量和使用寿命,针对这些问题设计了一种具有定电压正负电流脉冲输出的开关式蓄电池快速充电器。而这种充电技术对开关变换器的稳定性提出了更高的要求,需要设计合理的控制器及补偿网络。此设计的主电路采用双管正激变换电路。针对正激电路在连续工作模式下的两种工作状态,建立了小信号模型,并根据得到的Bode图设计了控制环路的反馈补偿网络。最后,通过Matlab仿真和实际测试证实了设计的合理性。该设计基本能够解决电动自行车快速充电器所存在的问题。     

基于高精度源表一体的非车载直流充电机检定装置研制

针对当前非车载充电机电能计量装置相关的技术研究较少的现状,介绍了一种适应于虚负荷检定的非车载充电机检定装置.该装置功能完备,结构上采用一体式设计,电路上由MCU搭载安卓软件作为中控,驱动电压和电流隔离输出.其中电压源部分采用数模转换器与高精度分压电阻网络反馈模块组合方案,电流源部分采用数模转换器与低端采样反馈模块组合方案.通过现场对非车载直流充电机进行虚负荷检定,通过比对充电机现场测试仪和本装置的实验结果,验证了该检定装置的准确性和可行性.     

The Proposal of Isolated Single‐Stage AC‐DC Converter

An isolated ac‐dc converter has been used in various applications, such as power supply and as a battery charger for electric vehicle. In conventional converters, a loss in each conversion stage can be reduced by applying a soft switching method. However, a conventional converter has many conversion stages including the rectifier stage, power factor correction, and dc/dc converter stages; thus, it is difficult to reduce the total converter loss and size. In this paper, we propose a novel isolated‐type ac‐dc converter with only one conversion stage; it can realize a zero‐voltage switching operation in all switching devices.     

电动汽车充储放电站可逆充电机控制策略

为充分发挥电动汽车充储放电站与电网的能量双向流动特性,对站内可逆充电机进行建模,并提出相应的控制策略研究。可逆充电机由PWM整流器和双向DC/DC变换器构成,其中可逆PWM整流器采用前馈解耦的电压电流双闭环控制;为延长电池寿命,双向DC/DC变换器充电采用先电流再电压闭环的二阶段控制,而放电则采用电流闭环控制策略。通过可逆充电机建模以及充、放电过程的仿真表明,提出的控制策略能实现低谐波的能量双向流动,且具有抗负载波动的鲁棒性以及较高的电池充放电速度。     

电动汽车充电站谐波的抑制与消除

对电动汽车充电站产生的谐波特点进行了分析,介绍了充电站运行及检修对谐波的影响,并结合Q/CSG11516.2—2010《电动汽车充电站及充电桩设计规范》,提出防范与治理谐波的技术措施,包括合理增大充电机的滤波电感值、增大整流装置的脉波数、由容量较大的系统供电、加装滤波装置等。实测数据分析表明,在电动汽车充电站采用12脉波整流并配置滤波器的方案治理谐波是可行的。     

电动汽车无线充电系统的输出功率动态解耦控制

电动汽车无线充电系统动态充电能显著减小电动汽车动力电池的质量与尺寸,但由于动态系统中汽车运行状态会实时改变,因此电池在不同状态下的最优系统输出功率需求不同。系统在非最优输出功率下工作会影响其高效性及可靠性。文中提出电动汽车无线充电系统的输出功率动态解耦控制方法,根据整流电路的动态解耦机理对系统影响较小的特性,保证高效快速调节输出功率。建立了动态解耦控制系统数学模型,得到控制方案的计算因子,通过计算因子实现解耦占空比对输出功率的控制。仿真和实验结果表明,此种动态解耦控制克服了一般调节方式调节慢和效率低的缺点,实现了在动态充电过程中高效快速调节输出功率,优化系统性能。     

电动汽车驱动充电一体化控制策略研究

针对目前电动汽车驱动器和充电机相互独立而占用较大车内空间、增加车辆重量等问题,研究了驱动充电复用型变流器及其控制策略,驱动器和充电机的主功率电路共用一个三相桥式交直流变换(AC/DC)变流器,可实现能量的双向流动。文中给出了复用型变流器在驱动和充电时的工作原理,分析了2种工作状态下的矢量控制策略,通过对比研究得出统一的电流控制结构,实现了驱动器和充电机的一体化,减少了电动汽车空间和重量,同时讨论了控制参数对电流环性能的影响,最后通过仿真验证了理论分析。     

小型风力发电用蓄电池充电器的设计

针对小型风力发电系统中蓄电池充放电过程中的种种问题,提出了一种适合于小型风力发电系统蓄电池充放电控制的方法.基于单片机和DC-DC功率变换器,设计了智能快速充电器,该充电器在风力发电机输出电压波动范围大的情况下,也能对蓄电池合理充电.