关键字 |
| 交直流转换器,提高转换器,bridgeless功率因数校正(PFC)、当前传感和插电式混合动力电动汽车(PHEV)充电器。 |
介绍 |
| 充电插头电子汽车(PHEV)是一种与存储系统,可充电混合动力汽车通过连接外部电源的插头。权力从外部给传统电路这秘密交流稳压直流供应和直流供电给电池存储系统存储的电能,但这些传统的拓扑结构的主要缺点是在输入端功率因数校正实现不当但提出提高转换器消除上述缺点,这个转换器效率也高。这些论文数量的提高拓扑下面列出的这些交叉提升转换器,bridgeless提高转换器,双重提高转换器,semi-bridgeless提高转换器,该相移semi-bridgeless (PSSB)提高转换器。 |
| 二级级联PFC交直流两用,直流-直流转换器是常见的插电式混合动力汽车电池充电器的选择,在额定功率高,使用锂离子电池。但在单级方法铅酸电池是合适的,因为它有大量输出电流的波动。 |
交叉PFC |
| 交叉提升转换器是图1所示。电路包含四个输入二极管D1、D2、D3、D4。在正半周期D1和D3正在进行和负半周期D2和D4正在进行。使输入电流之和两个电感电流图所示输入两个电感纹波电流的阶段。由于提高切换动作输入涟漪消除。此外开关转换器(两个场效应管)的180度与单阶段PFC提振。最该电路的缺点是引入了输入电流小涟漪和合成热输入二极管桥式整流的管理问题。使用的电容电路是消除波纹越高。 |
BRIDGELESS PFC |
| bridgeless提高拓扑结构,如图2所示,第二个拓扑结构被认为是对于这个应用程序。 |
| 这里控制信号是相同的图3所示。两个inductorsL1和L2在输入端用于提高输入电压。这提高转换器的热管理解决输入二极管整流桥,但它引入了增加EMI [22] - [24]。这种拓扑结构的另一个缺点是浮动输入行对PFC阶段地面,这使得它不可能感觉没有低频变压器输入电压。这个转换器的操作是dual-boost一样,可以在下面描述。 |
双重刺激PFC |
| dual-boost转换器,见图4。操作可以在两个阶段分析当交流输入电压正,门口S1驱动高,电流通过电感器从输入,存储能量。S1关闭时,电感中的能量释放电流通过D1,通过加载和返回的体二极管S2。在关闭期间,通过电感L(即当前。,during this time the inductor discharges its energy) flows in to the boost diode D1 and close the circuit through the load. During the negative half cycle circuit operation is mirrored as shown in S2 turns on, current flows through the inductor, storing energy. When S2 turns off, energy is released as current flows through D2, through the load and back to the mains through the body diode of S1 back to the input mains. Note that the two Power MOSFETs are driven synchronously. The dual boost topology reduces the gate loss, and at light loads. The light-load efficiency improvement comes at the expense of the cost of an additional driver and increased controller complexity. |
半BRIDGELESS PFC |
| semi-bridgeless配置,如图7所示除了二极管Da和Db缓慢复苏二极管,导致两个直流/直流提升电路,每个半行一个周期。在积极半直线周期,第一dc / dc刺激电路,通过二极管Db L1 -D1-Q2活跃,这连接交流源输出。在负半行周期,第二dc / dc刺激电路,L2 -D2-Q1,通过二极管D3活跃,这连接交流源输出。应该注意的是,开关Q1and Q2,无论是bridgeless PFC提高整流器可以用相同的PWM信号驱动,大大简化了控制电路的实现。bridgeless PFC提高整流器的缺点是,它需要一个额外的栅极驱动变压器。 |
提出了转换器 |
| PSSB拓扑结构提出了图7所示为一个解决方案来简化电流传感bridgeless PFC提高应用程序使用当前合成器传感方法[27]。场效电晶体是180度的控制信号的相位Fig.8所示,这些提议拓扑来上述所有问题,如输入电磁干扰(EMI),热管理问题输入二极管桥整流器和功率因数校正问题。栅极驱动变压器的主要目的是用于该方法用于提高额定功率和隔离电路是否有故障发生在输入端。该变换器稳态操作如下所描述的部分。 |
转换器STEADY-STAT E操作 |
| 分析电路操作,输入行周期分为积极的和消极的著,如下解释。此外,详细的电路操作取决于工作周期。积极halfcycle操作提供D > 0.5节中1和2 D < 0.5部分。 |
| 答:积极著操作: |
| 指图7,在积极著,当交流输入电压为正,Q1打开和电流流经L1和Q1,延续到L2,回到L1和L2的线而储存能量。Q1关闭时,能量存储在L1和L2释放电流通过D1,通过负载,并返回在体内二极管通过Db Q2 /部分的输入。 |
| b负著操作: |
| 指图7,在负著,当交流输入电压是负的,Q2打开,电流流经L2和Q2,延续到Q1 L1,回到在L2和L1储存能量。Q2关闭时,能量存储在L2和L1释放电流流经D2,通过负载,并返回之间的分裂体二极管的Q1和Da回输入。 |
| c .详细积极著重为占空比> 0.5操作和分析: |
| 该转换器的具体操作取决于工作周期。在任何著,转换器工作周期是大于0.5(当输入电压小于一半的输出电压)或小于0.5(当输入电压大于输出电压的一半)。提出的三种独特的操作区间电路转换器提供了无花果。9 - 11的占空比大于0.5时积极著输入。波形转换器的积极著操作期间与D > 0.5 Fig.12所示。为了简化分析,假定当前分裂之间的桥二极管,二极管,MOSFET通道同样。操作的时间间隔是解释说。 |
| 间隔1 (t0−t1):在t0, Q1和Q2,见Fig.9在这个时间间隔内,目前串联电感L1和L2线性增加在这些电感器和存储能量。能量存储在公司为负载提供能量。返回当前数据库之间的裂痕,Dq2, Q2。 |
| 间隔2 (t1−t2): t1, Q1,和Q2,见Fig.10在这个时间间隔内,目前串联电感L1和L2继续增加线性和存储能量在这些电感。能量存储在公司提供负载的能量。返回当前只Db和Dq2之间的分裂。 |
| 间隔3 (t2−t3):在t2, Q1和Q2再次,间隔1重复,如图9所示。在这个时间间隔内,目前串联电感L1和L2线性增加在这些电感器和存储能量。返回当前再次分裂在Db, Dq2, Q2。 |
| 间隔4 (t3−t4):在t3, Q1,和Q2,见图11。在这个时间间隔内,能量存储在L1和L2释放到输出通过L1, D1,部分Q2, Dq2, L2和Db。 |
| d .详细积极著操作和分析工作周期< 0.5: |
| 提出的三种独特的操作区间电路转换器在无花果。13 - 15为占空比小于0.5时积极著。提出的波形转换器在这些条件图16所示。操作的时间间隔是解释说。 |
| 间隔1 (t0−t1):在t0, Q1和Q2是,如图13所示。在这个时间间隔内,能量存储在L1和L2释放到输出通过L1, D1,部分Dq2, L2和Db。 |
| 间隔2 (t1−t2): t1, Q1, Q2是关闭的,如图14所示。在这个时间间隔内,目前串联电感L1和L2继续增加线性和存储能量在这些电感。能量存储在公司为负载提供能量。返回当前只Db和Dq2之间的分裂。 |
| 间隔3 (t2−t3):在t2, Q1和Q2再次,间隔1重复,如图13所示。在这个时间间隔内,目前串联电感L1和L2线性下降,和这些电感中的能量释放。能量存储在L1和L2释放到输出通过L1, D1,部分Dq2, L2和Db。 |
| 间隔4 (t3−t4):在t3, Q1,和Q2,如图15所示。在这个时间间隔内,能量存储在L1和L2释放到输出通过L1, D1,部分Q2, Dq2, L2和Db。 |
| 在负输入电压转换器的操作著类似于在积极输入电压转换器的操作著。 |
实验结果 |
| PFC变换器设计的提升提出PSSB MATLAB R2009a软件。 |
| 相移bridgeless提高变换器的效率,交叉提升转换器,和传统bridgeless提高转换器提供Fig.17 120 V到240 V输入60 hz MOSFET1 & MOSFET2操作在180度相位偏移操作。的责任周期0.6 to1%每个MOSFET开关的。该方法在这两个场效应管是在180度的阶段它允许使用当前先进的合成方法。这个阶段转移技术无法使用bridgeless或双提高拓扑,因为所有的控制器用于这些拓扑需要完整的输入电流传感形状。最后提出拓扑实现功率因数校正在输入侧和提高了效率较高的输出电压输出端。 |
结论 |
| 高性能PSSB提高交直流PFC变换器拓扑结构提出了简化t他currentsensing技术t semi-bridgeless PFC变换器。转换器的特性在lightload效率高,低压线路条件,这是至关重要的减少充电器大小、成本、充电时间、数量和成本的电力来自效用。Theconverter功率因数也提供了在满载120 V和240 V输入。功率因数大于0.99 50%负载满载。该变换器实现最高效率98.8%在265 V输入和1千瓦输出功率。 |
数据乍一看 |
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| 图1 |
图2 |
图3 |
图4 |
图5 |
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| 图6 |
图7 |
图8 |
图9 |
图10 |
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| 图11 |
图12 |
图13 |
图14 |
图15 |
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| 图16 |
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图19 |
图20 |
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引用 |
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