電動(dòng)汽車(chē)車(chē)載智能快速充電器的研究與設計

由以上計算分析， 功率管Q1 和Q2 選擇型號為FCH47N60的MOS管， 可承受600V 的電壓和47A的電流， 整流二極管選擇型號為MRB40250的肖特基管，其正向平均電流為40A, 反向耐壓最大為250V.

2.2.4 吸收回路及濾波回路的設計

為解決關(guān)斷時(shí)器件的過(guò)壓?jiǎn)?wèn)題， 在圖3 中由D1, R1, C4 組成RCD 緩沖器， 通過(guò)減緩Q1 漏源極電壓的上升速度使下降的電流波形同上升的電壓波形之間的重疊盡量小， 以達到減小開(kāi)關(guān)管損耗的目的。

同理由D4, R4, C8 對Q2 的關(guān)斷過(guò)程進(jìn)行保護。

在輸出整流二極管之后采用LC 濾波電路減小輸出電流電壓紋波。濾波電感L1 的作用是使負載電流的波動(dòng)減小，濾波電容C5 的作用是使輸出電壓的紋波減小。當負載突減時(shí)， 濾波電容儲能; 負載突增時(shí)，電容C5 上的儲能首先向負載補充能量，以減小輸出電壓的峰- 峰值。

2.3 控制保護電路

控制保護電路主要完成3個(gè)功能：①控制充電系統按照當前的設定的輸出電壓電流值產(chǎn)生占空比可變的PWM波， 對開(kāi)關(guān)管進(jìn)行驅動(dòng)， 實(shí)現功率變換;②當出現過(guò)壓、欠壓、過(guò)流、過(guò)溫等故障時(shí)， 控制充電電源的主回路停止工作， 從而將電源的損壞程度控制在最小范圍; ③ 在充放電過(guò)程中，對相應的電壓、電流、溫度等參數實(shí)時(shí)顯示。

2.3.1 驅動(dòng)信號的產(chǎn)生

驅動(dòng)信號的產(chǎn)生過(guò)程如下： 將電阻分壓獲取的輸出電壓信號以及電流霍爾傳感器采集的輸出電流信號送至SG3525的誤差放大器的反相輸入端， 由其產(chǎn)生兩路PWM 方波信號， 6N137對該方波信號光耦隔離， 并送至FAN7390 進(jìn)行功率放大和波形轉換， 以驅動(dòng)半橋變換器。該部分的設計中主要涉及到以下關(guān)鍵技術(shù)：

①振蕩頻率及死區時(shí)間的設置。

參考SG3525 的有關(guān)設計資料， SG3525振蕩電路的輸出是頻率減半的互補方波信號， 該充電器的設計中， 后級電路的變換頻率設計為50kH z, 故SG3525 正當電路的工作頻率設置為100kH z.如下式：

死區時(shí)間的設定為：

當設定電路振蕩頻率為50kH z, 死區時(shí)間為3??3??s時(shí)， 該部分元件參數的取值為：

②反饋補償網(wǎng)絡(luò )的設計。

為滿(mǎn)足系統穩定性和靜態(tài)誤差的要求， 該部分設計采用無(wú)靜差的PI調節器作為補償網(wǎng)絡(luò )。由于充電器的負載是鉛酸蓄電池， 蓄電池的電壓和內阻在充電過(guò)程中會(huì )發(fā)生變化， 這樣我們反饋控制中PI調節器難度增大， 由理論推導的RC 參數值參考價(jià)值不大。對于這個(gè)PI調節器， 我們更注重從實(shí)驗的角度出發(fā)， 反復嘗試得到一個(gè)比較適合的網(wǎng)絡(luò )。

經(jīng)過(guò)反復的實(shí)驗驗證， 我們采用含有Ⅱ 型誤差放大器的正激變換器反饋補償網(wǎng)絡(luò )。為防止電壓和電流環(huán)同時(shí)起作用時(shí)的系統振蕩， 我們在補償網(wǎng)絡(luò )的設計中， 通過(guò)提高比例積分環(huán)節中積分環(huán)節的作用， 同時(shí)加大時(shí)間常數， 使得補償網(wǎng)絡(luò )在整個(gè)系統中占主導地位， 從而使閉環(huán)系統更像一個(gè)一階慣性環(huán)節， 使系統能夠很好地穩定下來(lái)， 抵抗各種擾動(dòng)引起的電壓和電流波動(dòng)。

③半橋驅動(dòng)自舉電路的設計。