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技术摘要:
本发明公开了一种基于串联数字化稳压器的中高压一体化汽车充电系统,属于汽车充电技术领域。其结构包括网侧滤波器一端与电网相连,另一端接入输入级交流侧,模组输入级相级联后与数字化稳压器交流侧相连,最后三相的数字化稳压器交流侧剩余端连接到一点,构成星型结构 全部
背景技术:
中高压一体化汽车充电系统是通过将电网10kV交流电先通过输入级部分,将电网 三相交流电变为高压直流电,再通过隔离级部分实现电压等级变换和电气隔离,将高压直 流电转变为低压直流电,最后通过充电桩模块来实现给电动汽车充电,根据充电桩的不同 功率来实现不同的充电速度。汽车充电系统不仅可以给电动汽车充电,还可以实现高压直 流输电、静止无功补偿、有源电力滤波等功能,同时对电网电能质量也有一定改善。但现有 的汽车充电系统输入级部分由于模块数较多,会产生控制难易程度较高、成本高、体积大等 问题。而且输入级部分对电压进行调制过程中由于产生的电平数量较少,会产生高频纹波, 增加系统损耗,不利于电气设备的正常运行,虽然增加模块数量可以增加电平数量,但会带 来成本问题。 传统的去除高频纹波的方法包括加大电感和输出电容进行滤波、增加控制来抑制 纹波、增加模组数量产生更多的电平数量,这些方法都可以在一定程度上抑制高频纹波,但 会增加系统成本和控制难度,实现时间较长。
技术实现要素:
本发明针对上述缺陷及需求,提供了一种基于串联数字化稳压器的中高压一体化 汽车充电系统,该汽车充电系统通过加入一个数字化稳压器,用稳压器中的H桥来替换输入 级中的H桥结构,减少模组的数目,增加输入级调制的电平数,来减少电流纹波,提高系统效 率和运行稳定性。 为了实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:一种基于串联数字化稳压器的 中高压一体化汽车充电系统,其特征在于,包括电网侧的滤波器、高压侧输入级变换器、数 字化稳压器、中间隔离级变换器、充电桩模块,电网侧滤波器一端与电网相连,另一端接入 单模组输入级交流侧其中一端,该单模组输入级交流侧另一端与其他输入级模组相级联, 最后一个输入级模组交流侧剩余一端与数字化稳压器交流侧一端相连,最后三相的数字化 稳压器交流侧剩余端连接到一点,输入级高压直流侧和数字化稳压器的直流侧分别与中间 隔离级的高压直流侧相接,各模组隔离级低压直流侧相并联,与充电桩输入直流侧相接,三 相相同。 进一步地,数字化稳压器由直流侧电压VdcN不同的H桥结构串联构成,H桥分为左 右两个桥臂,每个桥臂有两个串联的IGBT模块,每个IGBT模块由一个IGBT和一个反并联二 极管组成,数字化稳压器串联到输入级的交流侧结构中,输入级每相有n个H桥结构相串联, 其直流侧电压为Udc,数字化稳压器的H桥直流侧电压VdcN取决于数字化稳压器的H桥结构 数N和输入级直流侧电压Udc,计算公式为: 3 CN 111614277 A 说 明 书 2/3 页 VdcN=Udc/3N。 进一步地,输入级由H桥模块构成,H桥分为左右两个桥臂,每个桥臂有两个串联的 IGBT模块,每个IGBT模块由一个IGBT和一个反并联二极管组成。 进一步地,滤波器由每相一个电感组成,滤波电感一端与电网相连,另一端接入输 入级的H桥左桥臂中点,右桥臂中点与后一个模组输入级左桥臂中点相级联。 进一步地,隔离级由两个H桥结构和一个中频变压器构成,两个H桥分别位于中频 变压器原边和副边,用于直流变交流和交流变直流,隔离级高压直流侧与输入级直流侧相 接,经过中频变压器后,各相隔离级低压直流侧输出相并联,形成低压直流母线。 进一步地,充电桩模块由功率器件组成,低压直流母线连接到充电桩的输入端,充 电桩的直流变换输出端连接到电动汽车上,给电动汽车充电。 进一步地,传统的汽车充电系统在输入级高压模组数为n的情况下,可调制出2*n 1种电平数量,加入数字化稳压器后的调制电平数为m,m取决于数字化稳压器的低压模组N 和每相的输入级的高压模组数n,计算公式为: 与现有汽车充电系统相比,本发明的优点和积极效果在于:通过增加调制出的电 平数量,来减少电流中的纹波,可大大降低滤波电感的感值,从而减少滤波成本,也有利于 提升系统运行效率和稳定性,也会降低输入级高压模组的数量和开关频率,提升系统效率。 附图说明 图1是汽车充电系统总体结构图; 图2是发明实施例的数字化稳压器拓扑图; 图3是本发明实施例的基于串联数字化稳压器的中高压一体化汽车充电系统电路 拓扑图; 图4是两个输入级直流侧电压为Udc高压模组调制电压图; 图5是一个输入级直流侧电压为Udc高压模组和一个直流侧电压为Udc/3的数字化 稳压器调制电压图。