雙向半橋型DC-DC變換器儲能電感參數(shù)計算簡析
雙向半橋型的DC-DC變換器對電動汽車的驅(qū)動有著重要作用,因此,精確的選擇電感參數(shù)直接關(guān)系到電動汽車的效率利用合理與否。本文將會就雙向半橋型轉(zhuǎn)換器的儲能電感參數(shù)計算進行簡要介紹分析,幫助工程師全面了解電感量參數(shù)計算、磁芯導線選擇和輸入輸出電容計算全過程。
雙向半橋型轉(zhuǎn)換器電感量參數(shù)計算
在實際的電動汽車驅(qū)動工作中,雙向半橋型的變換器電感量計算依據(jù)公式如下:
結(jié)合計算公式,按照工作實際要求的電感波紋電流等于2A,計算電感量的公式如下:
通過完整的公式計算我們可以得出,在電動汽車的電能驅(qū)動運行中,雙向半橋型的變換器電感值需要設(shè)置為1.86mH/30A。
雙向半橋型轉(zhuǎn)換器磁芯和導線選擇
在選擇雙向半橋型轉(zhuǎn)換器的磁芯時,工程師主要應當考慮的是工作頻率和品質(zhì)因數(shù)Q的要求。一般工作頻率在lMHz以下時,應采用錳鋅鐵氧體材料制作的磁芯,而工作頻率高于1MHz時,則應選用鎳鋅鐵氧體材料制作的磁芯。在要求高Q值而工作頻率較低的條件下應選用大尺寸的磁芯。綜合考慮到電動汽車儲能電感的電感量以及開關(guān)元件的開關(guān)頻率,在進行磁芯選擇時建議工程師挑選大尺寸的PM型鐵氧體磁芯PM87.70,這種磁芯兩側(cè)有較大的缺口,散熱性能比較好,引線十分方便,可以應用于大功率電源變壓器、直流變換器中。該種磁芯的示意圖如下圖所示。
雙向半橋型轉(zhuǎn)換器輸入、輸出電容量計算
雙向半橋型DC-DC變換器在進行電動汽車的電能驅(qū)動時,其輸入、輸出電容量的計算可以依據(jù)該公式展開:
結(jié)合電動汽車的安全輸出要求,正常工作時其輸出電壓紋波應小于5%,結(jié)合上述公式可得出:
考慮到電能驅(qū)動汽車在實際工作中的DC-DC變換器負載變化等情況,工程師可以適當?shù)倪M行電容容量擴充。一般情況下,雙向型變換器的選擇額定值為1000uF/450VDC的電解電容作為輸入、輸出電容,在該范圍內(nèi),變換器的工作性能趨于穩(wěn)定且效率達到最大值。