基于低壓電動(dòng)汽車電池的高效電能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)

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基于低壓電動(dòng)汽車電池的高效電能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)

提出一種為低壓電動(dòng)汽車電池進(jìn)行充電的高效電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括兩個(gè)電能轉(zhuǎn)換設(shè)備：①單相功率因數(shù)校正的直流-交流整流器；②用于電池充電的直流-直流轉(zhuǎn)換器。

無(wú)橋直流-交流整流器由耦合線圈、2個(gè)可控電源開(kāi)關(guān)、2個(gè)二極管和直流母線電容器組成。除二極管和輸出電容外，電源開(kāi)關(guān)被認(rèn)為是理想的開(kāi)關(guān)，能夠及時(shí)地接合與斷開(kāi)。該整流器以及2個(gè)可控電源開(kāi)關(guān)可以采用相同的調(diào)制驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，與傳統(tǒng)的BOOST型直流-交流整流器相比，在當(dāng)前路徑上其不需要功率二極管，因此可相應(yīng)地減少傳導(dǎo)損失和設(shè)備組件數(shù)。該整流器可由開(kāi)關(guān)同時(shí)打開(kāi)和關(guān)閉進(jìn)行控制。假設(shè)電感電流連續(xù)，如果開(kāi)關(guān)同時(shí)打開(kāi)，電感電流增加，電感器中存儲(chǔ)電磁能。由于2個(gè)二極管反向偏置，直流支路的電容直接提供負(fù)荷電流，因此相比傳統(tǒng)的整流器提高了整流器校正能力。該整流器具有降低傳導(dǎo)損失、減少設(shè)備組件以及提高功率使用效率的優(yōu)點(diǎn)。

直流-直流轉(zhuǎn)換器基本電路是由直流支路電容、電源開(kāi)關(guān)、夾緊電容器和變壓器組成。相比傳統(tǒng)的移相調(diào)制（PSM）直流-直流轉(zhuǎn)換器，其具有降低切換損失、降低當(dāng)前循環(huán)量、提高功率使用效率等優(yōu)點(diǎn)。

對(duì)所提出系統(tǒng)的性能進(jìn)行了驗(yàn)證。在800W時(shí)，傳統(tǒng)的快速交流-直流整流器的轉(zhuǎn)換效率為97.4%，所提出的無(wú)橋交流-直流整流器的轉(zhuǎn)換效率可達(dá)98.0%；傳統(tǒng)的移向調(diào)制直流-直流轉(zhuǎn)換器的效率為92.5%，所提出的直流-直流轉(zhuǎn)換器的效率為93.0%。因此，所提出系統(tǒng)的總效率為91.2%，比傳統(tǒng)系統(tǒng)的90.1%高出1.1%。試驗(yàn)結(jié)果也證明了所提出的系統(tǒng)相比傳統(tǒng)系統(tǒng)具有更高的功率使用效率。

Min- Kwon Yang et al. 2014 IEEE International Conference on Industrial Technology (ICIT), 2014.

編譯：趙喚