无线充电系统仿真2.〔20分〕设计电动汽车无线充电系统,要求：1〕给出系统整体设计
方案
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；2〕设计系统功率2.2kW,输入电压220V,输出电压300V;3〕给出系统simulink仿真图及关键局部波形图；4〕给出系统主要参数设计过程.1、设计方案无线充电系统的设计功率为2.2kW,输入电压为工频交流220V,输出电压为直流300V.根据设计要求,需要该系统有一定的自调压水平.整体设计方案为：先通过一个交直交变频器输出高频交流电,将这个高频交流电通过无线传输装置〔仿真中用耦合电感代替〕传输到汽车内置的接收装置.通过整流电路转化为直流电,最后通过一个带负反应的调压电路输出300V电压并能限制充电电流.具体设计过程如下：2.1、首先使用一个二极管不控整流模块,将220V电转化为直流电,并使用LC滤波,滤波后的电压约为350V.经过LC滤波之后的输出电压:2、使用IGBT全控器件搭建单相逆变模块,将直流350V转化为高频交流电,频率为20kHz.一般来说,频率越高,传输同样的能量使用的耦合电感越小,能量的损失也越小.由于受到器件开关速度的显示和工业
标准
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的限制,使用电磁感应方式的无线充电系统频率不超过100kHz.在这里我的传输频率为20kHZ,符合要求.前半局部的整体仿真模型.包括二极管整流模块,高频逆变模块,耦合电感作为无线传输模块：经过逆变模块后产生的高频方波交流电,频率为20kHz:经过耦合线圈传输到副边的高频交流电,由于耦合线圈相当于一个电感,电压传输到副边后稍微有些畸变.另外耦合线圈相当于变压器,将电压升高到600V左右.无线能量传输模块的设计非常复杂,在这里不做具体设计.仿真中只使用耦合线圈作为无线传输模块,接受前端的高频交流电,并通过第二个整流电路变为直流电,在这里我使用了全控型器件搭建第二个整流桥,这样可以通过改变移相角使其具有一定的调压水平.耦合线圈副边,使用IGBT搭建单相全控整流电路:IGBT单相全控整流电路输出波形,由于电路后端还有一个斩波电路,所以这个整流电路的输出波形先升后降,最终在380V左右:最后使用一个三电平buck斩波电路结合PI限制器进行精确调压.使输出电压稳定在300V.耦合线圈后端的整体仿真模型,包括一个全控整流电路和一个三电平buck斩波电路.从该图也可以看到系统的整体电压根本稳定在300V从最终的输出电压波形也可以看到,经过一段时间的调整,输出电压最终稳定在300V.
浙公网安备 33021202002483