Vad är laddningsmekanism för laddare?
Laddningsmekanism för laddare
Det här avsnittet illustrerar laddningsprincipen för laddare genom att separat presentera exempel på de topologiska strukturerna hos enkelriktade och dubbelriktade laddarkretsar.
Enkelriktad laddningstopologi
Laddaren realiserar omvandlingen mellan AC och DC genom kraftelektroniska enheter. Oundvikligen introducerar kraftelektroniska enheter reaktiv effekt, och överdriven reaktiv effekt kan leda till fluktuationer i elnätets spänning, minskad strömförsörjningskvalitet och ökade linjeförluster. Förhållandet mellan aktiv effekt och skenbar effekt i en krets definieras som effektfaktorn. För att undertrycka överdriven reaktiv effekt som tillförs av slutanvändaren- till elnätet, införs strikta begränsningar för effektfaktorn för både hushållens och industriella elförbrukning, vanligtvis inte mindre än 0,8~0,9. En av metoderna som används är PFC-teknik (Power Factor Correction), som kan eliminera harmonisk förorening från kraftelektronikenheter och förbättra ineffektfaktorn.
En-enstegs full-brygga PFC-teknik erbjuder fördelar som enkel struktur, hög effektivitet och hög-frekvenstransformator med dubbel-excitation, vilket gör den lämplig för hög-effektapplikationer. En enkel-full-brygg-PFC-omvandlare baserad på den fullständiga-bryggstrukturen visas i figur 11-21. Den fungerar i två stater:över- och underarmsledningochmotsatt armledning. Under över- och underarmsledning stiger strömmen i ingångsspolen. Under ledning av motsatt arm faller strömmen i ingångsspolen. Styrsystemet justerar förhållandet (driftcykeln) för över- och underarmens ledningstid inom ingångsspolens laddnings- och urladdningscykel för att justera storleken på strömmen i ingångsspolen, vilket gör ingångsströmmen till en sinusvåg i fas med ingångsspänningen. Detta eliminerar slutligen hög-strömövertoner och uppnår effektfaktorkorrigering.
När man analyserar energiflödesprocessen kan man se att under över- och underarmsledning är spänningen över högfrekvenstransformatorn 0, och utgångsfilterkondensatorn levererar energi till lasten; under ledning av motsatt arm överför hög-transformatorn energin som är lagrad i ingångsspolen och tillför den
Energin från ingångskabeln överförs till transformatorns sekundärsida. Efter högfrekvent likriktning och filtrering levererar den energi till lasten. Genom att reglera systemets arbetscykel kan utgångsspänningen ändras, så att utgångsspänningen hålls på märkvärdet. Inom en arbetscykel slutför ingångsspolen två laddnings- och urladdningscykler, och hög-transformatorn exciteras två gånger, med de två exciteringsriktningarna motsatta. Detta utnyttjar den magnetiska kärnan på ett push-sätt, vilket förbättrar transformatorns magnetiska kärnanvändningshastighet.
Dubbelriktad laddningstopologi
Figur 11-22 visar den topologiska strukturen av huvudkretsen för laddning och urladdning av en dubbelriktad laddare, som inkluderar en trefas halv-brygga spänningskälla PWM-likriktare och en dubbelriktad DC/DC-omvandlare.
Tre-växelströmskällor används vanligtvis i industriella tillämpningar med hög-spänning och hög-effekt. Dubbelriktad innebär att energiflödet kan ske från elnätssidan till fordonsbatteriet, eller från batterisidan till elnätssidan. Den trefasiga halv-bryggspänningen-källan PWM-likriktaren i figuren är en typ av dubbelriktad PWM-likriktare, som har fördelar som att uppnå dubbelriktat energiflöde, snabb dynamisk respons och bra prestanda i stabilt-tillstånd. När det är irättelsetillstånd, energi flödar ut från nätsidan, strömmen är sinusformad och dess fas är densamma som nätspänningen; när den verkar iaktivt inversionstillstånd, energin som lagras i elfordonsbatteriet matas tillbaka till elnätet, och nätströmmen och strömvågformen på-sidan är båda sinusformade med en fasskillnad på 180 grader.
Den dubbelriktade DC/DC-omvandlaren har fördelar som snabb dynamisk respons, hög energiomvandlingseffektivitet och färre strömenheter. Som visas i figur 11-22, växla när laddaren laddar elfordonsbatterietS1leder, medan switchS2är alltid avstängd. Därför arbetar den dubbelriktade PWM-likriktaren i likriktartillståndet, och den dubbelriktade DC/DC-omvandlaren är i steg-nedåt-tillståndet, och energi flödar från nätsidan till batterisidan; när batteriet laddas ur, bytS2är avstängd, växlaS1leder, är den dubbelriktade DC/DC-omvandlaren i steg-uppförstärkningstillståndet, och den dubbelriktade PWM-likriktaren arbetar i aktivt inversionstillstånd, och energin som lagras i batteriet matas tillbaka till elnätet genom likriktaren.
