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作者：www.wfyle.cn 發(fā)布日期：2014-11-11 21:51 信息來源：http://www.wfyle.cn
設計的目的是研制一款用于電動汽車的車載智能充電機，以實現(xiàn)隨時隨地對 電動汽車動力電池快速充電的目的。除了要實現(xiàn)小型化、輕量化、智能化的目標 之外，還要滿足高效率和高可靠性等要求，設計功率為 3KW。 為實現(xiàn)小型化、輕量化的要求，設計采用高頻開關電源作為充電電源，這其 中包括開關電源拓撲結(jié)構(gòu)設計和功率元器件的選取等工作。而為了實現(xiàn)智能化， 設計中采用了以 TMS320LF2407 為核心的主控制板，以實現(xiàn)充電控制。
設計要求指標：
輸入市電 220V ± 10%，即 198～242V； 輸出電壓范圍 250～400V（可調(diào)） ； 最大輸出電流 20A（可調(diào)） ； 設計功率 3KW； 功率因數(shù)≥92％； 充電效率≥90％； 設計：
充電機主電路拓撲結(jié)構(gòu)
DC-DC 雙向充電變換：
對各種雙向 DC-DC 變換器的結(jié)構(gòu)分析，并結(jié)合本次充電機主回路的設計， 對電池的放電能量回收有兩種可行的處理方式， 一種是將反饋能量回饋到輸入側(cè) 電容， 另一種則是將能量回饋到輸出側(cè)電容。將能量反饋到輸入側(cè)電容需采用下 圖所示的電路結(jié)構(gòu)，在此采用結(jié)構(gòu)較為簡單的雙向半橋 DC-DC 電路。
半橋 dc-dc 變換電路
雙向半橋驅(qū)動及電流波形 工作模式 1： 變壓器原邊的半橋變換器正常工作，變壓器副邊整流輸出對 C4 進行充電， 并使 C4 維持在較 Vb 高一定量的電壓上，此時 C4 可以近似為一個恒壓源。 T1 時刻，Q3 導通，此時電路中電流的流向如圖所示。
儲存在 C4 的能量經(jīng) Q3 和 L2 開始以 ib 對電池進行充電，在此過程中 Ib 逐漸增大。
設 Q3 導通時的占空比為 D1 ，開關周期為 T，則上式可轉(zhuǎn)化為
t 2 時刻， 關斷， Q3 由于電感中流過的電流無法突變， 上的續(xù)流二極管 D12 導 Q4 通， 在此過程中 Ib 逐漸減小， 儲存在 L2 內(nèi)的電能經(jīng) D12 繼續(xù)對電池進行充電。 電感 L2 上的電壓為
此時電路中電流流向如圖：
綜合上式：
在正向充電期間，對充電電流的控制就是通過控制 Q3 的導通和關斷來實現(xiàn)的。 電路的工作狀態(tài)不斷在 t1 和 t2 兩個時刻之間進行切換，從而控制電池的充電 電流。此時的雙向半橋相當于一個 Buck 電路。 工作模式 2： 當周期正脈沖充電完成，需要轉(zhuǎn)入負脈沖放電時，先關閉 Q3，使 L2 中的電流 經(jīng) D12 續(xù)流，直至 ib = 0，同時停止變壓器原邊的半橋回路的工作。T3 時刻， Q4 導通，電池經(jīng)電感 L2 和 Q4 放電，電感中的放電電流 id 逐漸增大，放出 的能量儲存在 L2 中，電路中電流流向如圖：
T4 時刻， Q4 關斷，id 經(jīng) D11 續(xù)流，從而將儲存在電感 L2 中的能量送至 C4
中，在此過程中 id 逐漸減小，電路中電流流向如圖
綜上：
放電時，通過控制 Q4 的導
