تقویت طراحی مبدل AC/DC PFC برای شارژر خودروی الکتریکی

با تشدید بحران انرژی، فرسودگی منابع و آلودگی هوا، چین وسایل نقلیه جدید انرژی را به عنوان یک صنعت در حال ظهور استراتژیک ایجاد کرده است.به عنوان بخش مهمی از وسایل نقلیه الکتریکی، شارژرهای خودرو هم ارزش تحقیقاتی نظری و هم ارزش کاربردی مهندسی مهمی دارند.شکل.شکل 1 نمودار بلوک ساختار شارژر خودرو را با ترکیب STAGE AC/DC جلو و DC/DC مرحله عقب نشان می دهد.

هنگامی که شارژر خودرو به شبکه برق متصل می شود، هارمونیک های خاصی تولید می کند، شبکه برق را آلوده می کند و بر پایداری تجهیزات الکتریکی تأثیر می گذارد.به منظور محدود کردن مقدار هارمونیک ها، کمیسیون بین المللی الکتروتکنیک استاندارد حد هارمونیک iec61000-3-2 را برای تجهیزات الکتریکی ایجاد کرد و چین نیز استاندارد NATIONAL GB/T17625 را صادر کرد.به منظور انطباق با استانداردهای فوق، شارژرهای سواری باید تحت تصحیح ضریب توان (PFC) قرار گیرند.مبدل PFC AC/DC از یک طرف برق سیستم DC/DC عقب و از طرف دیگر منبع تغذیه کمکی را تامین می کند.طراحی مبدل PFC AC/DC به طور مستقیم بر عملکرد شارژر خودرو تأثیر می گذارد.

با توجه به حجم و هارمونیک های شارژرهای خودروهای الکتریکی خالص دارای الزامات سختی هستند، این طرح از فناوری تصحیح ضریب توان فعال (APFC) استفاده می کند.APFC توپولوژی های مختلفی دارد.توپولوژی Boost دارای مزایای مدار رانندگی ساده، مقدار PF بالا و تراشه کنترل ویژه است، بنابراین مدار اصلی توپولوژی Boost انتخاب می شود.با در نظر گرفتن روش های مختلف کنترل پایه، روش کنترل جریان متوسط ​​با مزایای اعوجاج هارمونیک کم، عدم حساسیت به نویز و فرکانس کلیدزنی ثابت انتخاب شده است.

این مقاله با توجه به توان شارژر 2 کیلوواتی تمام برقی خودرو، با توجه به محتوای هارمونیک، حجم و الزامات طراحی عملکرد ضد پارگی، مبدل کلیدی تحقیقاتی PFC AC/DC، شامل مدار اصلی سیستم و طراحی مدار کنترل و بر اساس مطالعه، در مطالعه شبیه سازی سیستم و آزمایش های آزمایشی تایید می شود

2 مبدل PFC AC/DC طراحی مدار اصلی

مدار اصلی مبدل PFC AC/DC از خازن فیلتر خروجی، دستگاه سوئیچینگ، سلف بوست و سایر اجزا تشکیل شده است و پارامترهای آن به شرح زیر طراحی شده است.

2.1 ظرفیت فیلتر خروجی

خازن فیلتر خروجی می تواند ریپل ولتاژ خروجی ناشی از عمل سوئیچینگ را فیلتر کرده و ولتاژ خروجی را در محدوده خاصی حفظ کند.دستگاه انتخاب شده باید دو عملکرد فوق را بهتر درک کند.

مدار کنترل از ساختار دو حلقه بسته استفاده می کند: حلقه بیرونی حلقه ولتاژ و حلقه داخلی حلقه جریان است.حلقه جریان جریان ورودی مدار اصلی را کنترل می کند و جریان مرجع را برای دستیابی به اصلاح ضریب توان ردیابی می کند.ولتاژ خروجی حلقه ولتاژ و ولتاژ مرجع خروجی توسط تقویت کننده خطای ولتاژ مقایسه می شوند.سیگنال خروجی، ولتاژ پیشخور و ولتاژ ورودی توسط ضریب برای بدست آوردن جریان مرجع ورودی حلقه جریان محاسبه می شود.با تنظیم حلقه جریان، سیگنال محرک لوله کلید مدار اصلی برای دستیابی به اصلاح ضریب توان سیستم و خروجی یک ولتاژ DC پایدار تولید می‌شود.ضریب عمدتاً برای ضرب سیگنال استفاده می شود.در اینجا، این مقاله بر روی طراحی حلقه ولتاژ و حلقه جریان تمرکز دارد.