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

瞬态分析:阶跃功率和电压骤降响应

本节分析了控制电流环路的性能,旨在确定注入电网引起的瞬变时电流检测级的最小带宽。该研究的目标是,找出在 PCC 中不存在重大故障时保持转换器连接到电网而不会进入过流保护状态的最小带宽。 我们分析了可能导致过流的多种压力场景:交流电压骤降、阶跃功率响应和交流过压。在上述故障中,这里仅介绍了电压骤降和阶跃功率响应。

图 2-8 显示了当使用传感器运行的转换器具有 6kHz 的带宽时,开关节点电流(B 点)与电网电压之间的关系。在上面的图中,交流/直流转换器的输出功率在 3ms 内从零跃升至 11kW,从而导致 L1 出现过流 (I_L1_B)。在下面的图中,交流线路电压在 26ms 时下降了 20%,从而导致 L2 (I_L2_B) 中出现显著的过流,这可能导致转换器意外关断。

 交流/直流转换器的电网电压和电流:阶跃功率和电压骤降响应 交流/直流转换器的电网电压和电流:阶跃功率和电压骤降响应图 2-8 交流/直流转换器的电网电压和电流:阶跃功率和电压骤降响应

我们运行了多次仿真:只改变了电流传感器的带宽(6kHz、30kHz、60kHz),然后比较了当电池请求阶跃功率时开关节点中的峰值过流。图 2-9 展示了仿真的结果。使用 6kHz 电流传感器时,相对于使用 30kHz 电流传感器(比电流控制环路带宽高 10 倍)实现的最初瞬态响应,L1 中的电流会过冲 30%(33A 峰值)。当电流检测带宽进一步增加(从 30kHz 到 60kHz)时,并没有带来额外的好处,因为两条曲线重叠在一起。

图 2-9 展示了以电流传感器带宽为参数的交流/直流转换器阶跃功率响应 (11kW) 在 t = 3ms 时的放大部分(跨度 200μs)。

 t = 3ms 时的放大部分(跨度 200μs)图 2-9 t = 3ms 时的放大部分(跨度 200μs)

我们运行了多次仿真,并只改变了电流传感器的带宽。我们比较了转换器在满载条件下工作并且电网上发生不可预测电压骤降时开关节点中的峰值电流。图 2-10 显示了使用 6kHz、30kHz 和 60kHz 电流传感器时的线路瞬态响应。使用 6kHz 电流传感器时,相对于使用 30kHz 电流传感器(比电流控制环路带宽高 10 倍)实现的最初瞬态响应,L2 中的电流会过冲超过 2A(峰值约为 33A)。当电流检测带宽进一步增加(从 30kHz 到 60kHz)时,并没有带来额外好处(两条曲线重叠在一起)。

图 2-10 展示了在电流传感器带宽参数下,交流/直流转换器电压骤降响应在 t = 26ms 时的放大部分(跨度 200μs)。

 t = 26ms 时的放大部分(跨度 200μs)图 2-10 t = 26ms 时的放大部分(跨度 200μs)

为了充分利用可用的电流控制环路带宽,请保持检测带宽至少比控制环路带宽高 10 倍。遵循这一准则可以尽可能地提高电流测量分辨率,因为不必为过流检测而牺牲测量范围。