3.6KW双向储能变换器

发布时间:

2023-05-24 14:18

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项⽬简介
⽅案输⼊电压范围90Vac~264Vac,输出39~55Vdc 55A。为实现双向充放电设计要求,系统前级采⽤图腾柱PFC,后级LLC采⽤同步整流LLC,实现能量双向流动。
系统采⽤单颗旋智ARM4内核的MCU完成系统双向充放电控制。正向充电采⽤恒流、恒压双环设计;反向逆变采⽤SPWM双极性算法完成逆变控制。逆变输出纯正弦波,阻性负载输出UTHD⼩于2%;RC、RL负载输出UTHD⼩于3%;RCD负载输出UTHD⼩于5%。
 
设计指标
输入电压 90Vac~264Vac
输出电压 39Vdc~55Vdc
额定功率 3600W
开关频率 PFC: 45KHz;LLC: 80-350KHz
PF >0.99
系统效率 94%回半载,93%@满载

 

⽅案特点

· 采样单颗旋智ARM 4内核MCU控制双向PFC和LLC并包含全保护功能 (输入过/欠压,双向过流,输出过压/过流)。对比传统DSP设计方案,极大降低了系统成本。

· 充电时输出为恒压、恒流双环设计;逆变时采用双极性SPWM算法,电压THD小。

· PFC频率设定为45KHz 且采用IGBT作为PFC开关管,对比传统20KHz设计方案,电感体积减小一半;LLC 采用IXYS 带快恢复体二极管,开关频率范围70-350KHZ的高性能超结MOSFET。

· 采用纳芯微隔离半桥驱动以及隔离采样,满足原副边加强绝缘要求。

· 整机体积小,功率密度高。

 

主拓扑

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主要器件
 
器件功能 器件型号 器件品牌
主控MCU SPC1168 旋智
输入熔断器 0215020.MXEP 力特
输入继电器 CHFN-V-112HA2F(35A) 中汇瑞德
PFC IGBT AUS65N65FP 陆芯
PFC驱动IC NSI6602B 纳芯微
PFC电流隔离采样 MCA1101-50-5 新纳
LLC 原边MOS CPW60R09OFD3 功成
LLC 副边MOS SRTION043HTC-E 尚阳通
LLC 原边驱动IC NSI6602B-DSPNR 纳芯微
LLC 副边驱动IC MD18201A 茂睿芯

 

 实测结果和⼯作波形

 

pic230Vac效率曲线

picPF值

 

 

pic逆变效率92%

pic逆变电压THD<2%

 

 

picPFC 工作波形

pic PFC 满载驱动

 

 

pic逆变启动

pic逆变阻性满载

 

 

picRC Load 3KVA PF=0.8

picRL Load 3KVA PF=0.8

 

 

picRCD Load 3KVA

picPF=0.5 逆变短路保护1s

 

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