能量可回馈的电动汽车充电桩设计

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充电桩是电动汽车的重要配套设施。随着技术的进步，能量可回馈充电桩将电池储存的电能送回到电网，可缓解用电高峰给电网带来的压力，是未来发展的趋势。采用PWM 整流器和双向DC-DC 变换器设计充电桩，能实现电能的充电和回馈，避免浪费能量。
充电桩的工作模式有充电和回馈两种。两种工作模式根据用户要求进行调节，适用性较好。系统在充电模式工作，首先将电网输入的380 V 交流电经过LCL 滤波器去除高次谐波，其次经过PWM 整流器变换为高压直流，再次经过电容稳压滤波，最后由双向DC-DC 转换成充电所需的直流电。系统在能量回馈模式工作，电池的直流电经过双向DC-DC 将电池低压电转换成高压直流电，再由PWM 整流器将高压直流电逆变为正弦三相电，最后经网侧滤波器送至电网。系统组成框图如下所示。

系统组成包括变压器、PWM 整流器、网侧LCL滤波器、双向DC-DC 变换器、直流侧LC 滤波器以及DSP 控制部分。DSP 作为主处理器，进行数据传输和信号处理 。
系统主电路，Rload 为直流侧线路电阻，L1和L2为网侧部分电抗器，C为3个星形联结的电容器，Rd 为线路阻抗。

电流的双向流动可借助PWM 整流器实现，系统既能工作在充电模式，又能工作在回馈模式。两种模式的电流流向相反，系统控制三相PWM 整流器和双向变换器的工作模式，从而控制电流流向，实现能量双向传输。
非隔离式变换器的能量转换效率高，动态响应好，比较容易满足系统要求。变换器工作在Boost 状态，能控制电压升高；变换器工作在Buck 状态，能控制电压降低，通过开关T1 和T2 的通断实现两种状态的切换。通过采用改变功率开关占空比，可完成电压变换。开关T1 和T2 的控制是独立的，当系统处于充电模式时，改变输出电压，T2 始终关闭，能量经T1 流动，电路处于Buck 状态，系统能量由电网流向电池；当系统处于回馈模式时，T1 始终关闭，T2 一直导通，电路处于Boost 状态，电池电能经变换器和PWM 整流器送到电网侧。.