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电动汽车快速充电系列文章之三|常见拓扑结构和功率器件及其他设计考虑因素 ... ... ...

2022-5-6 10:04| 发布者: 闪电| 查看: 43| 评论: 0

摘要: 什么是快速直流充电器中使用的常见拓扑结构和功率器件?在上一节中,已经介绍了快速DCEV充电基础设施的标准配置,以及未来可能的典型基础设施。下面介绍当今快速DCEV充电器中使用的典型电源转换器拓扑结构和AC-DC和D ...


DAB的PWM工作带来了好处。首先,它倾向于使转换器的电磁干扰(EMI)频谱比调频系统中的更紧密。此外,用固定的开关频率,系统在低负载时的行为更容易解决。通过同步整流,DAB是一种双向的原生拓扑结构,是快速电动汽车充电器的最通用的替代方案和合适的解决方案之一。


图14.全桥移相式DAB ZVT转换器


对于单向操作,传统的全桥移相ZVT(图15)仍然是一个可用的选择,但渗透率越来越低。这种拓扑结构的工作与DAB类似,但位于次级端的电感器在整流中带来一个显著的差异。电感器在二极管上设置了高的反向电压,这将与占空比成正比和反比,因此,根据工作条件,二极管上的反向电压可能超过输出电压的两到三倍。


这种情况在高输出电压的系统中(如电动车充电器)可能具有挑战性,通常多个次级绕组(具有较低的输出电压)被串联起来。这样的配置并不那么方便,特别是如果考虑到功率和电压的额定值,不同的拓扑结构含单一输出将提供相同或更好的性能。


SiC-模块代表了上述DC-DC电源转换级中全桥的一个非常合适和常见的解决方案,起价为15 kW。更高的频率有助于缩小变压器和电感器的尺寸,从而缩小整个解决方案的外形尺寸。 


图15. 全桥移相ZVT转换器



拓扑结构的变体


所讨论的拓扑结构存在多种变体,带来额外的优势和折冲。图16显示了用于快速电动车充电的全桥LLC转换器的一个常见替代方案。在移相中,开关在输入电压的一半以下,并使用600 V和650 V的断电电压器件。650 V SiC MOSFET、650 V SuperFET 3快速恢复(FR)MOSFET和650 V FS4 IGBT将有助于解决不同的系统要求。



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