【摘 要】
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为了解决电动汽车车载充电机的后级DC-AC变换器输入电流不连续及在不连续处的di/dt较大而导致对电动汽车内部电子系统产生较大电磁干扰及对直流母线电容产生较大的高频冲击的问题。在现有的研究基础上,文中对电动汽车的车载充电机后级DC-AC变换器的拓扑结构及控制策略展开了研究。首先,文中分析了现有输入电流连续的DC-AC变换器的拓扑结构的优缺点,提出一种具有输入、输出电流连续特性的SuperBuck逆
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为了解决电动汽车车载充电机的后级DC-AC变换器输入电流不连续及在不连续处的di/dt较大而导致对电动汽车内部电子系统产生较大电磁干扰及对直流母线电容产生较大的高频冲击的问题。在现有的研究基础上,文中对电动汽车的车载充电机后级DC-AC变换器的拓扑结构及控制策略展开了研究。首先,文中分析了现有输入电流连续的DC-AC变换器的拓扑结构的优缺点,提出一种具有输入、输出电流连续特性的SuperBuck逆变拓扑结构,并给出了主要元器件的参数选取方法。其次,文中针对三相SuperBuck逆变器建立静止或旋转坐标系下数学模型较为困难,难以提出基于静止或旋转坐标下的控制策略对并网功率控制的问题,因此,提出了三环控制策略对三相SuperBuck逆变器并网功率进行控制。其中,电压内环采用PID控制器作为基本的补偿器稳定逆变器输出电容的电压;电流中间环采用PI+PR的策略控制并网电流。功率外环由控制功率因数环和视在功率环构成,用于控制电流中间环输入正弦信号的幅度和相位,从而实现对并网有功功率和无功功率的闭环控制。最后,通过MATLAB/Simulink搭建了双向DC-AC变换器拓扑,对所提拓扑、控制策略、设计方法予以验证。仿真实验结果验证了所提拓扑具备输入电流连续,且输入电流纹波较低的特点,以及文中所提单闭环、双闭环及三闭环控制策略的有效性与正确性。此外,还基于DSP搭建了文中所提单相SuperBuck逆变器的小功率样机。样机实验结果表明输入电流连续,噪声小,高频纹波小,验证了所提拓扑的可行性与有效性。
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