電動(dòng)汽車(chē)用大功率充電電源的設(shè)計(jì)

張建雷++孟訪

摘 要：汽車(chē)自問(wèn)世以來(lái)，已逐漸成為人類(lèi)生產(chǎn)和生活必不可少的交通工具。燃油汽車(chē)產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，給我們的環(huán)境帶來(lái)了嚴(yán)重的污染。電動(dòng)汽車(chē)是一種環(huán)保、節(jié)能的新能源電動(dòng)汽車(chē)，是汽車(chē)轉(zhuǎn)型的方向，具有很高的發(fā)展前景。本篇文章提出了一種ZVS PWM DC/DC全橋變換器。本文中分析了他的工作原理的參數(shù)設(shè)計(jì)，并對(duì)主電路進(jìn)行了Saber建模仿真，結(jié)果表明，該系統(tǒng)的主電路設(shè)計(jì)方案是可行的。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車(chē)；DC/DC全橋變換器；Saber建模

中圖分類(lèi)號(hào)： U469.72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（2017）05-186-2

0 引言

電動(dòng)汽車(chē)用車(chē)載充電電源注重小型化、輕量化和低噪聲化，需要對(duì)變換器的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究。所以，不管是我國(guó)還是外國(guó)都在不斷的改進(jìn)和探索新的高頻變壓器技術(shù)和軟開(kāi)關(guān)技術(shù)。采用各類(lèi)軟開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)電源開(kāi)關(guān)管的零電壓/零電流開(kāi)關(guān)，使開(kāi)關(guān)管和整流器的損耗降低到最小，提高電路工作效率并降低電磁干擾（EMI）。探索新的高頻變壓器技術(shù)，可以提高變壓器的工作頻率、減小變壓器的漏感、降低銅損耗和鐵損耗、縮小變壓器的尺寸大小。

本文提出了一種零電壓開(kāi)關(guān)PWM DC/DC全橋變換器，該變換實(shí)現(xiàn)了超前橋臂和滯后橋壁的零電壓開(kāi)關(guān)。圖1為車(chē)載充電電源結(jié)構(gòu)圖。其工作原理是：VT1～VT4為功率開(kāi)關(guān)管，Lf為諧振電感，為輕載條件開(kāi)關(guān)管的零電壓提供條件。

1 移相全橋主電路參數(shù)設(shè)計(jì)

1.1 高頻變壓器

為了提升高頻變壓器的可靠利用率，降低開(kāi)關(guān)管的電流，下降輸出整流二極管的電壓應(yīng)力。并為了減小電路損耗和降低工程成本，因此高頻變壓器的原副邊變比應(yīng)盡可能地大一些。為了能在規(guī)定的輸入電壓范圍內(nèi)輸出所需要求的電壓，變壓器的變比應(yīng)按最低輸入電壓Vin（min）選擇?？紤]到移相控制方案存在的現(xiàn)象，對(duì)側(cè)占空比的損失，我們選擇了0.85的最大占空比的副邊，你可以計(jì)算副邊電壓Vsecmin

Vsec（min）===58.35（V）

故變壓器原副邊變比K=199.5/58.35=3.42。

1.2 諧振電感

諧振電感為超前、滯后橋臂實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)關(guān)的條件，因此希望諧振電感的電感量盡量要大一些，但這會(huì)致使較大的占空比丟棄。從上面的計(jì)算可以看出，副邊最大占空比

Dsec（max）=0.94，可得諧振電感的大小為

2 主電路的Saber仿真

本文在Saber中構(gòu)建了ZVS PWM DC/DC全橋變換器的模型驗(yàn)證方案的可行性。系統(tǒng)仿真參數(shù)如上所設(shè)置的，其中開(kāi)關(guān)頻率100kHz，輸出電壓48V，電流20A。

圖2給出了最后的輸出電壓為48V，圖3給出了超前管的VS和GS的電壓，可以明顯的看出實(shí)現(xiàn)了零電壓?jiǎn)?dòng)。

3 結(jié)語(yǔ)

本文分析了ZVS PWM DC/DC全橋變換器的主電路的參數(shù)設(shè)計(jì)，并通過(guò)仿真驗(yàn)證了主電路的正確性。

參 考 文 獻(xiàn)

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