关键词：充电模块;;半桥LLC谐振电路;;数字均流;;三环控制
摘 要：电动汽车充电桩通常采用多个充电模块并联供电的方式来实现大功率的输出。由于工艺水平的限制及与按器件特性差异等因素,若将各充电模块直接并联工作,很难保证每个模块能够均匀分担负载电流。因此,在并联系统中必须采用均流技术来平衡负载电流分配。本文针对额定输出功率为300KW的电动汽车充电桩,对其内部各并联充电模块之间的均流技术进行研究设计。本文主要工作分为四个部分:(1)简单分析半桥LLC谐振电路的工作原理,根据对半桥LLC谐振变换器的运行过程的分析,推导出LLC谐振变换器的工作波形,计算出相关参数,对采样电路、CAN通讯接口电路以及保护电路进行设计;(2)对比常用均流方法,结合主从控制法和平均电流法两种均流控制方法,采用一种“基于平均电流的主从控制的数字均流技术”来实现充电模块之间的均流控制;(3)分析LLC谐振电路的双环控制,了解到电压环是对输出电压进行取样,比较放大,通过调整脉宽保证输出电压的稳定,双环里面一般设定为外环。但由于电压环内存在LC,RC积分电路,输出电压产生滞后,影响了输出的瞬态特性,也就是系统的静差,因此在电压环内设定一个电流内环,对输出电流进行取样,比较放大,通过调整脉宽保证输出电压的稳定,电流环反应速度比电压环快,补偿了系统的静差和负载的变动。为了实现基于平均电流的主从控制的数字均流控制,在双环控制中加入均流环,即采用三环控制技术来实现此数字均流的控制。将电压环与均流环同时进行调节,然后将电压环与均流环的输出作为电流环的基准与充电模块的输出电流进行比较。(4)对充电模块的并联均流系统的软件控制进行设计分析,主要针对CAN通讯模块中,主模块的选择及主从模块之间的数据传输过程进行设计。此外,在读取充电模块的采样值后通过软件滤波的方式提高采样精度来实现均流精度的提高。(5)最后通过搭建Simulink仿真模型验证充电模块的参数设计的合理性,以及三环控制的均流策略的可行性。在采取双环控制和三环控制时,分别对系统稳态和动态的两种情况下得到的实验结果进行对比分析,得出均流环加入后,系统稳态时,不仅减小了并联模块之间的输出电流的误差,还提高了系统的稳定速度;系统动态时,除了有与稳态时同样的改变,在负载突变的瞬间,震荡幅度减小,电流的超调减小,使系统的稳定性大大提高。
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