ZHCAE33 December   2022 AMC1202 , AMC1302 , AMC1306M05 , AMC22C11 , AMC22C12 , AMC23C10 , AMC23C11 , AMC23C12 , AMC23C14 , AMC23C15 , AMC3302 , AMC3306M05

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1引言
    1. 1.1 电动汽车直流充电站
    2. 1.2 电流检测技术选择和等效模型
      1. 1.2.1 使用基于分流器的解决方案检测电流
      2. 1.2.2 检测技术的等效模型
  5. 2交流/直流转换器中的电流检测
    1. 2.1 交流/直流级的基本硬件和控制说明
      1. 2.1.1 交流电流控制环路
      2. 2.1.2 直流电压控制环路
    2. 2.2 A 点和 B 点 – 交流/直流级交流相电流检测
      1. 2.2.1 带宽的影响
        1. 2.2.1.1 稳态分析:基波电流和过零电流
        2. 2.2.1.2 瞬态分析:阶跃功率和电压骤降响应
      2. 2.2.2 延迟的影响
        1. 2.2.2.1 故障分析:电网短路
      3. 2.2.3 增益误差的影响
        1. 2.2.3.1 增益误差导致的交流/直流级功率扰动
        2. 2.2.3.2 交流/直流级对增益误差引起的功率扰动的响应
      4. 2.2.4 偏移的影响
    3. 2.3 C 点和 D 点 – 交流/直流级直流链路电流检测
      1. 2.3.1 带宽对前馈性能的影响
      2. 2.3.2 延迟对电源开关保护的影响
      3. 2.3.3 增益误差对功率测量的影响
        1. 2.3.3.1 瞬态分析:D 点的前馈
      4. 2.3.4 偏移的影响
    4. 2.4 A 点、B 点、C1/2 点和 D1/2 点的优缺点汇总以及米6体育平台手机版_好二三四建议
  6. 3直流/直流转换器中的电流检测
    1. 3.1 具有相移控制功能的隔离式直流/直流转换器的基本工作原理
    2. 3.2 E、F 点 - 直流/直流级电流检测
      1. 3.2.1 带宽的影响
      2. 3.2.2 增益误差的影响
      3. 3.2.3 偏移误差的影响
    3. 3.3 G 点 - 直流/直流级谐振回路电流检测
    4. 3.4 检测点 E、F 和 G 汇总以及米6体育平台手机版_好二三四建议
  7. 4结语
  8. 5参考资料

电动汽车直流充电站

要将电力从车辆电池供给或回流到电网,交流和直流电源轨之间需要多个转换级,如图 1-1 所示。

 电动汽车充电系统的电流检测点图 1-1 电动汽车充电系统的电流检测点

交流/直流转换器负责通过控制公共耦合点 (PCC) 的电流总谐波失真 (THD) 和直流电压,将交流电转换为直流电。同时,隔离式直流/直流转换器主要用于电网和汽车之间的电气隔离,并实现恒流 (CC) 和恒压 (CV) 充电功能。

图 1-1 展示了电动汽车充电系统的典型电流传感器位置。

  • 交流/直流级的功率调节和保护通过置于 A、B、C 和 D 点的传感器来实现:
    • A 点是转换器与 PCC 之间的主要连接点。通过将传感器放置在该位置,可以更准确地监测和控制向电网推送或从电网拉取的电流,从而精确控制与电网交换的有功功率和无功功率。
    • B 点能够测量开关节点 (SN) 中的开关电流。通过在此位置放置电流传感器,可以改善对电源开关的保护并提高控制环路速度。此外,当电流检测电路需要隔离式电源时,可以利用栅极驱动器电源,从而降低设计的总成本。然而,该测量不包括 EMI 滤波器中的损耗,因此该位置不太适合进行无功功率补偿。
    • C 点是直流总线电流的测量点。当电源与底部开关驱动器电源共用时,在该位置放置电流检测电路可以降低成本。
    • D 点是直流总线电流的测量点,位于直流总线的正电源轨上。
  • 直流/直流级的功率调节和保护通过置于 G、F 和 E 点的检测电路来实现。
    • G 点用于控制绕组电流。
    • F 点是电池电流的测量点,位于正极端子上。
    • E 点是电池电流的测量点,位于负极端子上。检测流向负极端子的电流的好处是,可以利用低侧 FET 的栅极驱动器电源为电流检测电路供电。

本应用手册基于仿真结果进行了一项研究,旨在确定电动汽车直流充电应用中电流传感器所需的最低规格。根据表 1-1 中列出的系统规格,我们得出了 11kW 系统的带宽、增益误差、偏移和延迟的最佳值。本文档中考虑了两种不同的隔离式直流/直流拓扑:具有相移控制的双有源电桥 (DAB) 和具有 CLLLC 谐振转换器的 DAB。

节 2讨论了分别在 A 点和 B 点进行交流/直流级输入电流检测的设计注意事项,以及在 C 点和 D 点进行直流链路电流测量的设计注意事项。节 3详细说明了直流/直流级中电流检测点(G、F、E)的相关要求,包括带宽、增益和失调电压误差等属性对直流/直流级的性能有何影响。

表 1-1 电动汽车充电器的目标规格
条件说明
额定功率和功率流11kW 双向运行,可支持 V2G/V2H
交流等级400VAC(每相 230VAC,3 相)
16ARMS(每相)
交流电流的总谐波失真满载时 PCC 处为 3.6%
直流额定值VDCBUS 800V 标称值(650V 至 800V)
IDCBUS 14A(14A 至 17A)
VBAT 400V(250V 至 450V)
IOUT 27.5A(24A 至 44A)
交流/直流级的开关频率70kHz(死区时间 = 250ns)
直流/直流级的开关频率相移 DAB 为 100kHz
谐振 CLLLC DAB 的标称值为 500kHz
直流侧功率控制所需的精度VDCBUS ±1%
VBAT ±1%
IBAT ±1%
电流和电压环路实现的交流/直流级带宽3kHz 电网电流环路(id、iq)
400Hz 直流总线电压环路
电压测量实现的带宽:电网和直流链路100kHz