基于低压电动汽车电池的高效电能转换系统



基于低压电动汽车电池的高效电能转换系统

提出一种为低压电动汽车电池进行充电的高效电力转换系统。该系统包括两个电能转换设备：①单相功率因数校正的直流-交流整流器；②用于电池充电的直流-直流转换器。

无桥直流-交流整流器由耦合线圈、2个可控电源开关、2个二极管和直流母线电容器组成。除二极管和输出电容外，电源开关被认为是理想的开关，能够及时地接合与断开。该整流器以及2个可控电源开关可以采用相同的调制驱动信号进行驱动，与传统的BOOST型直流-交流整流器相比，在当前路径上其不需要功率二极管，因此可相应地减少传导损失和设备组件数。该整流器可由开关同时打开和关闭进行控制。假设电感电流连续，如果开关同时打开，电感电流增加，电感器中存储电磁能。由于2个二极管反向偏置，直流支路的电容直接提供负荷电流，因此相比传统的整流器提高了整流器校正能力。该整流器具有降低传导损失、减少设备组件以及提高功率使用效率的优点。

直流-直流转换器基本电路是由直流支路电容、电源开关、夹紧电容器和变压器组成。相比传统的移相调制（PSM）直流-直流转换器，其具有降低切换损失、降低当前循环量、提高功率使用效率等优点。

对所提出系统的性能进行了验证。在800W时，传统的快速交流-直流整流器的转换效率为97.4%，所提出的无桥交流-直流整流器的转换效率可达98.0%；传统的移向调制直流-直流转换器的效率为92.5%，所提出的直流-直流转换器的效率为93.0%。因此，所提出系统的总效率为91.2%，比传统系统的90.1%高出1.1%。试验结果也证明了所提出的系统相比传统系统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.

编译：赵唤