电动汽车蓄电池无损伤快速充电方案

2.2.2 高频变压器的设计

由220V 的交流输入经过前级的APFC 变换电路后， 得到380V 输出电压，同时该输出电压也是后级DC-DC变换的输入电压。在变压器的作用下，原边电压是190V， 副边输出电压是109V， 参考有关的设计资料，具体计算如下：

①初级绕组匝数：

式中： D 为变压器最大占空比； fs 为开关频率； N1为初级绕组匝数； Uin为变压器初级输入电压幅值；Ton为初级输入脉冲电压宽度。实际中初级绕组匝数取10匝。

②次级绕组匝数：

式中：n 为初级绕组与次级绕组的匝数比； Uout为变压器副边输出电压； N2 为计算所得次级绕组匝数，且该变压器为中心抽头型，实际中均取为6匝。

实际中选用软磁铁氧体PM87磁芯， 材质为南京新康达公司的LP3材料。原边10匝， 副边6匝，采用多根Φ0.55的高强度漆包线并绕（原边21根并绕，副边17根并绕）； 绕制工艺采用原副边交叉绕（两段式全包），可实现变压器的紧密耦合， 减小漏感。

2.2.3半桥变换器功率管的选择

设计中，采用半桥式拓扑，开关管Q1 和Q2上的电压即为变换器的输入电压，有下式成立：

二极管D2 和D6 上的电压为：

整流二极管D3 和D5 上的电压为：

流过开关管的最大电流值为：

式中： Io 为负载电流； L f 为变压器原边漏感。

图4半桥变换器驱动波形的产生示意图

由以上计算分析， 功率管Q1 和Q2 选择型号为FCH47N60的MOS管， 可承受600V 的电压和47A的电流，整流二极管选择型号为MRB40250的肖特基管，其正向平均电流为40A， 反向耐压最大为250V.

2.2.4 吸收回路及滤波回路的设计

为解决关断时器件的过压问题， 在图3 中由D1， R1， C4 组成RCD 缓冲器， 通过减缓Q1 漏源极电压的上升速度使下降的电流波形同上升的电压波形之间的重叠尽量小， 以达到减小开关管损耗的目的。