文档介绍：2.(20分)设计电动汽车无线充电系统,要求:
1) 给出系统整体设计方案;
2) 设计系统功率2、2kW,输入电压220V,输出电压300V;
3) 给出系统simulink仿真图及关键部分波形图;
4) 给出系统主要参数设计过程。
1、设计方案
无线充电系统的设计功率为2、2kW,输入电压为工频交流220V,输出电压为直流300V。根据设计要求,需要该系统有一定的自调压能力。
整体设计方案为:先通过一个交直交变频器输出高频交流电,将这个高频交流电通过无线传输装置(仿真中用耦合电感代替)传输到汽车内置的接收装置。通过整流电路转化为直流电,最后通过一个带负反馈的调压电路输出300V电压并能控制充电电流。具体设计过程如下:
2、1、首先使用一个二极管不控整流模块,将220V电转化为直流电,并使用LC滤波,滤波后的电压约为350V。
二极管不控整流模块如下图:
经过LC滤波之后的输出电压:
2、使用IGBT全控器件搭建单相逆变模块,将直流350V转化为高频交流电,频率为20kHz。一般来说,频率越高,传输同样的能量使用的耦合电感越小,能量的损失也越小。由于受到器件开关速度的显示与工业标准的限制,使用电磁感应方式的无线充电系统频率不超过100kHz。在这里我的传输频率为20kHZ,符合要求。
前半部分的整体仿真模型。包括二极管整流模块,高频逆变模块,耦合电感作为无线传输模块:
经过逆变模块后产生的高频方波交流电,频率为20kHz:
经过耦合线圈传输到副边的高频交流电,由于耦合线圈相当于一个电感,电压传输到副边后稍微有些畸变。另外耦合线圈相当于变压器,将电压升高到600V左右。
无线能量传输模块的设计非常复杂,在这里不做具体设计。仿真中只使用耦合线圈作为无线