大功率电动汽车充电机的设计
来源： 作者： 发布时间：2015-01-25 10:23:42 浏览量：
综上所述，电动汽车的充电还是采用普通充电为主、快速补充充电为辅的充电方式。对于电动公交车而言，充电站设在公交车总站内。在晚间下班后利用低谷充电，时间5～6小时。全天运行的车辆，续驶里程不够时，可利用中间休息待班时间进行补充充电。充电器的数量和容量根据车队的规模而定，充电站由车队管理。例如，12辆大型锂动力电动大巴需要12台充电机。快速充电时，可用6台充电机并联充电，最大输出功率为1470kW，最大充电电流2100A（相当于700AH电池的3C充电率）。或者用8台充电机平时为8辆电动车辆充电，每台输出最高充电电压700V，最大充电电流500A（相当于700AH电池用量0.7C的充电率）。1C～3C的快速充电模式，已经在探讨应用，但应确保在电池的安全和使用寿命的前提下进行。按照上述充电机的最大功率配置，电力变压器有效总功率约为3000kW以上。
目前汽车各大厂商纷纷研制上产油电混合动力车和纯电动汽车。以比亚迪E6纯电动汽车为例，电池类型为磷酸铁钴锂电池，配置电池容量200Ah，3C的充电电流为600A，标称电压316.8V（相当于96只充电电压3.3V左右的磷酸铁钴锂电池单体串联电压）。充电器的输出功率为192kW。快速充电时间15分钟充满80%。百公里能耗为21.5度电左右，相当于燃油车1/3至1/4的消费价格。
系统结构
大功率电动汽车充电机的输入为额定线电压380V、50Hz的三相交流电，输出额定电压700V，额定电流600A。系统采用19"标准机架，结构紧凑、布局合理、外型美观大方。外型尺寸：高×宽×深为2200mm×600mm×600mm。采用60个模块并联，每个模块10A/700V，模块尺寸：高×宽×深为133mm×425mm×270mm，15层4列，分四个柜体安放，四个柜体可分开运输，使用时紧凑左右排列。机架前门、后门均为双开门，方便检修。电源进线和汇流排输出位插件电感器置均在底部输入。电源输入断路器及监控单元触摸屏安装在主机中间控制柜前部。充电机控电容电感器制结构示意图如图2所示。
图2 充电机控制结构示意图
开关电源主回路设计
电动汽车充电机采用的大功率高频开关电源的原理框图如图3所示，由三相桥式不可控整流电路对三相交流输入进行滤波整流，功率因数校正预稳压800V后经高频DC/DC半桥功率变换器，滤波输出直流700V为动力蓄电池充电。经过分析计算，变压器采用双E65磁芯，初级线圈12匝，则根据输出电压最高700V、输入电压最低780V、最大占空比0.95可求得次级绕组圈数N2，N2=(12/780)×(700/0.95)=11.33，考虑漏感、次级整流压降等因素取N2为12匝。
图3 充电机电源的原理框图
由于电动汽车充电机为非线性负荷，会产生谐波，对电网是一种污染。必须采取有效措施，如功率因数校正或无功补偿等技术，限制电动汽车充电机进入电网的总谐波量。为提高功率因数，降低输入电网谐波，采用有源功率因数校正电路，如图4所示。它采用三相三开关三电平BOOST电路，工作在连续模式，开关采用两个MOSFET组合成的双向开关。图中，开关S1，S2，S3是双向开关。由于电路的对称性，电容中点电位VM与电网中点的电位近似相同，因而通过双向开关S1、S2、S3可分别控制对应相上的电流。开关合上时对应相上的电流幅值增大，开关断开时对应桥臂上的二极管导通(电流为正时，上臂二极管导通；电流为负时，下臂二极管导通)。在输出电压的作用下Boost电感上的电流减小，从而实现对电流的控制。其控制电路采用三个控制芯片UC3854A，相电压通过三相隔离变压器向UC3854A提供同步信号和预校正信号，电流反馈采用霍尔电流互感器，分别控制三个开关，形成三个电流反馈内环和一个电压反馈外环的多闭环系统。该电路的优点在于结构简单，每相仅需一个功率开关。具有三电平特性谐波电流小，开关管电压电流应力小。不需要中线，无三次谐波，满载时功率因数很高。开关应力小，关断压降低，开关损耗低，共模EMI低。
图4 三相三开关三电平APFC电路拓扑图
DC/DC功率变换器采用半桥电路拓扑，差模电感功率器件少，控制简单，可靠性高。如图5所示，采用MOSFET和IGBT并联技术，充分利用了MOSFET开关速度快和IGBT导通压降低的优点。在电路上采取措施，使得MOSFET的关断时间比IGBT延迟一定的时间，大大减小了IGBT的电流拖尾，降低了开关通态损耗，提高了效率和可靠性，使得半桥电路的输出功率可以实现7kW。其输出侧采用的整流方式有半波整流，中心抽头全波整流及全桥整流。由于输出电压较高，差模电感全桥整流对变压器利用率高，比较适合用于这种场合。
[DCDC]P-MOS关不断最近做了一个DC-DC的电源板，遇到一个问题。 P-MOS管在电流大点的时候关不了。 附上开关部分的图，希望大家帮忙分析一下。 量下关不断的时候，G,D,S的电压是多少在GS脚加个10~100K上拉看看D S 换一边mmuuss586 发表于 2014-3-10 13:04 量下关不断的时候，G,D,S的电压是多少在GS脚加个10~100K上拉看看将R124换成0R，也关不了。 关不了
选择开关电源要注意哪些事项？选择开关电源要注意哪些事项？
问得这么宏大，无法回答
你是要买电源成品？
你关注什么？快充？PD？普通充电器？
你关注什么？电性？效率？EMI？雷击？
我想了解一下开关电源的效率问题
开关电源的频率响应测试 各位大侠好，
我想问下电源芯片或者电源设计上你们会测电源反馈回路的频率响应吗？如增益和相位等，这种测试对提高你们的产品质量和稳定性是否有极大的帮助呢？
一般测试工作