充电桩模块电路.doc

文档介绍：最近这几年充电模块是热门,、10kW到背面的15kW、20kW,功率品级不绝的提高。市场上的充电模块绝大部分都是三相输入,PFC部分也根本都是采取的三相无中线VIENNA结构的拓扑。借这次技能分享的时机,分享一下小我私家对「三相VIENNA拓扑」的理解,希望和大家一起探讨交换。 我会从以下几个方面进行说明:①主电路组成②事情原理③控制模式④控制地的选择⑤母线均压原理⑥原理仿真 一、主电路的组成如图所示,是三相VIENNAPFC拓扑的主电路,大抵如下:   ,使用超快规复二极管或SiC二极管;,每个双向开关由两个MOS管组成,利用了其固有的反并联体二极管,共用驱动信号,低落了控制和驱动的难度。相比其他组合方案,具有效率高、器件数量少的优点;3. 电流流过的半导体数量最少,以a相为例: ▪双向开关Sa导通时,电流流过2个半导体器件,euo=0,桥臂中点被嵌位到PFC母线电容中点; ▪ 双向开关关断时,电流流过1个二极管,iu>0时euo=400V,iu<0时euo=-400V,桥臂中点被嵌位到PFC正母线或负母线。   二、事情原理电路的事情方法靠控制Sa、Sb、Sc的通断,来控制PFC电感的充放电,由于PFC的PF值很靠近1,在阐发其事情原理时可以认为电感电流和输入电压同相,三相点平衡,并且各相差120度; 1. 主电路的等效电路①三相三电平Boost整流器可以被认为是三个单相倍压Boost整流器的Y型并联;②三个高频Boost电感,M模式,淘汰开关电流应力和EMI噪声;③两个电解电容组成电容中点,提供了三电平运行的条件;     这个eun 的表达式非常重要。 2. 主电路的开关状态三相交换电压波形如下,U、V、W各相差120度  三相交换电压波形 通过主电路可以看出,当每相的开关Sa、Sb、Sc导通时,U、V、W连接到电容的中点O,电感La、Lb、Lc通过Sa、Sb、Sc充电,每相的开关关断时,U、V、W连接到电容的正电平(电流为正时)后者负电平(电流为负时),电感通过D1-D6放电,以0~30度为例,ia、ic大于零,ib小于零。 每个桥臂中点有三种状态,三个桥臂就是3^3=27种状态,但不能同时为PPP和NNN状态,故共有25种开关状态(见下期下载链接)。 3. 主电路的发波方法主电路的事情状态与发波方案有较大的干系,采取差别的发波方案会在每个周期产生差别的事情状态。一般Vienna拓扑采取DSP数字控制,控制灵活,可移植性强。① 采取单路锯齿波载波调制电流环控制器输出的调制信号被馈送给锯齿波载波,保持恒定的开关频率; 在0~30度这个扇区内,每个周期产生4个开关状态,由于波形不对称,电流波形的开关纹波的谐波比力大;采取该种方法进行调试,桥臂中点线电压的最大步进是2Ed(Ed为母线电压的一半,400V);   ② 采取相位相差180度的高频三角载波,当对应的输入电压是正半周的时候,采取Trg1,当对应的输入电压是负半周的时候采取Trg2,每个周期产生8个开关状态,与传统的控制方案产生4个开关状态相比,8个开关状态相当于频率翻倍,减小了输入电流的纹波,对THD指标有利益;   上一张仿真的波形:   上面我们提到,三相三电平PFC可以看作是三个单相的PFC,每个单相相当于由两个Boost电路组成,在交换电压的正负半周瓜代事情,正半周如下所示:   以a相为例,驱动信号为高时,则开关管Q1导通(交换电压的正半周)大概Q2导通(交换电压的负半周);驱动信号为低时,开关管Q1和Q2都关断。电压正半周时,a相上桥臂二极管导通;电压负半周时,a相下桥臂二极管导通。 通过上面的阐发,采取移相180度的三角载波进行调制,在0~30度的扇区内有8种开关状态,4种事情模式ONO,ONP,OOP,POP。 ① ONO事情模式a相和c相导通,b相截至,U和W电压为0,V点电压-400V;该事情状态只给C2进行充电;   ② ONP事情模式a相导通,b相和c相截至;U点电压为0,V点电压为-400V,W点电压为+400V;   ③ OOP事情模式U和V点电压为0,W点电压为+400V;   ④ POP事情模式U和W点电压为+400V,V点电压为0,该事情模式只给C1进行充电;