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25千瓦碳化硅快速直流充电器的研制(第2部分):解决方案概述 ... ... ... ... ... .. ...

2022-5-11 13:20| 发布者: 闪电| 查看: 83| 评论: 0

摘要: 我们介绍了快速电动汽车充电器的主要系统要求,概述了这种充电器开发过程的关键阶段,并与应用团队会面正在开发充电器的ON半导体公司的工程师在这里描述。现在,在第2部分中,我们将采取仔细观察设计的精髓,并揭示 ...

[1] 我们介绍了快速电动汽车充电器的主要系统要求,概述了这种充电器开发过程的关键阶段,并与应用团队会面正在开发充电器的ON半导体公司的工程师在这里描述。现在,在第2部分中,我们将采取仔细观察设计的精髓,并揭示更多细节。特别是,我们将审查可能出现的问题拓扑,讨论它们的优点和权衡,了解系统的主干,包括半桥SiC MOSFET模块。

正如我们所了解的,快速电动汽车充电器通常由三相有源整流前端组成处理来自电网的ac-dc转换,并应用功率因数校正(PFC),以及后续的dc-dc转换提供隔离并使输出电压适应电动汽车电池需求的阶段(图1)。

图1。一款具有多个功率级的大功率快速直流充电器(左)。一个高层次的快速电动汽车直流充电系统(右)。


鉴于引入的挑战性需求和当前的市场趋势,系统工程团队考虑了几个替代方案来实现这两个转换阶段。最后,结论是ac-dc级使用六开关有源整流器,dc-dc级使用双有源电桥(DAB)相移调制。这两种架构都可以支持双向功能,并有助于实现1200伏碳化硅模块技术的优势,这是快速和超快直流充电器的基石。接下来,我们潜水深入到两个主要的动力阶段。

主动整流升压级(PFC)

三相六开关有源整流级有助于实现总谐波为0.99的功率因数失真低于7%,这是商用直流充电器系统的常见要求。它提供了一个高度与TNPC或I-NPC等三级PFC拓扑相比,具有低组件计数的高效双向解决方案。总的来说,这种两级架构带来了优越的性价比,同时实现了系统要求。[2]

直流链路将在800 V的高压下运行,以降低峰值电流,从而最大限度地提高效率和功率密度(图2)。因此,两级电源需要1200伏VBD电源开关

建筑学

系统的开关频率设置为70 kHz,以将二次谐波保持在150 kHz以下防止传导排放,并促进遵守EN 55011 A级(欧盟)和FCC第15部分
A类(美国)规范(适用于连接到交流电网的系统)。除其他外,这些规范对注入电网的传导排放程度设定限制。这种方法简化了程序EMI滤波器的复杂性使得现成的解决方案非常适合,这就实现了本文的目的项目



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