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25 kW SiC直流快充设计指南(第四部分):DC-DC级的设计考虑因素和仿真 ... ... ... ...

2022-5-11 09:30| 发布者: 闪电| 查看: 131| 评论: 0

摘要: 在本部分中,我们将介绍我们的工程团队遵循的一些DC-DC级的设计过程。具体而言,我们将讲解开发这种转换器的关键设计考虑因素和权衡,尤其是围绕磁性元件的定义,并讨论了电源仿真和所做的设计决策。在第四部分中, ...


安森美半导体工程团队为DC-DC转换器开发的SPICE功率仿真模型如图2所示。与第三部分中介绍的三相 PFC级的电源仿真模型相比,它更简单,前者对三个半桥进行开关,需要同步交流电网电流和电压。在 DAB-PS转换器中,电源级使用四个半桥单元(与PFC 模型中使用的模块相同)。


至于变压器和谐振电感,该模型包含:Lpri与Lsec的耦合比(K = 1)、Lm(励磁电感)、Ls(次级电感)、Lr(谐振电感)和等效串联电阻(适用于变压器和电感绕组)。须强调的是,变压器和电感的磁芯损耗并未包含在内。在这一级中,考虑这些因素的可行起点是估计该损耗与传导损耗近似。


模型中的其他元件包括C_Pri和电压电流传感器(SPICE 格式),用于测量初级和次级电流以实现磁通平衡。C_Pri代表在DAB-PS输入端使用的缓冲电容,并与直流链路并联。此类电容应靠近MOSFET放置,以抑制开关节点上出现的电压尖峰。


在最终产品实现中,可能不需要这些电容,或者其规格要小得多,因为PFC的直流链路部分已经提供了滤波功能。然而,就本项目的目的而言,DAB-PS应作为一个独立系统正常工作,进行独立评估,因此该电容必不可少。如前所述,该控制模型采用了50%单相移工作的定制数字PWM模型。


图2:DAB转换器的仿真模型。


输入参数



表4和表5概述了仿真输入参数。将使用n1/n2、LM和VSEC的替代值进行评估并最终确定最佳配置。其余参数在所有仿真中保持不变,根据我们工程团队在无源元件设计方面的专业知识、现有解决方案的基准和围绕该主题的文献,选择这些参数,以作为起点。



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