山东科技大学学士学位论文
+S1S3 LNUdCdS2isCNUNS4
4.工作原理
-图3.13 后级电路原理图 如图3.13所示为以绝缘栅双极性晶体管(IGBT)为主开关器件的单相全桥逆变器主电路图，其中LN为交流输出电感，Cd为直流侧支撑电容，即前级电路的输出电容，Sl―S4是主开关管IGBT，对四个开关管进行适当的PWM控制，就可以调节输出电流IN(t)为正弦波，并且与网压UN(t)保持同相位，达到输出功率因数为l的目的。它是由两个桥臂并联组成的，因此这种桥式拓扑，仍属于升压式结构。其启动的先决条件是直流侧滤波电容预先充电到接近电网电压的峰值，而欲使电感电流能按照给定的波形和相位得到控制，必须保证在运行过程中，直流侧电压不低于电网电压的峰值,否则，续流二极管将以传统的整流方式运行，电感电流不完全可控。 3.3.2光伏逆变器的模拟仿真
Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。
Multisim软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真，能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。凭借Multisim，您可以立即创建具有完整组件库的电路图，并利用工业标准SPICE模拟器模仿电路行为。借助专业
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电动汽车光伏充电桩的研究与设计
的高级SPICE分析和虚拟仪器，您能在设计流程中提早对电路设计进行的迅速验证，从而缩短建模循环。与LabVIEW和SignalExpress软件的集成，完善了具有强大技术的设计流程，从而能够比较具有模拟数据的实现建模测量。
在Multisim中建立如图3.14所示的带有滤波器的DC-AC全桥滤波器。其中UD为输入电源，电压控制电压源VCVS1～VCVS4和脉冲电压源V1～V4组成MOSFET功率开关管驱动电路。VT1～VT4为MOSFET功率开关管，栅极受电压控制电压源VCVS1～VCVS4（uG1和uG3，uG4和uG2）控制，
电压控制电压源VCVS1～VCVS4受脉冲电压源V1～V4控制。
其中VCVS1和VCVS3与VCVS2和VCVS4的相位互差180°。触发脉冲周期是20ms（对应是360度，即2π）。修改Pulse Width（脉冲宽度）参数，可以改变MOSFET功率开关管的导通时间。控制导通角或触发角α是
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图3.14 带滤波器的DC-AC全桥逆变电路 山东科技大学学士学位论文
与Delay Time参数相对应，修改Delay Time参数即可修改触发角α。 例如当设置V1和V3 的Delay Time参数（即触发角α）为3ms时，应设置V2和V4 的Delay Time参数（即触发角α）为13ms（10ms对应π），使两者之间相差180度（π）
太阳能电池单体的工作电压为0.45~0.5V，一般不能单独作为电源使用。将太阳能电池单体进行串并联封装后，就成为太阳能电池组件，其功率一般为几瓦、几十瓦、甚至100~300瓦。太阳能电池组件再经过串并联装在支架上就构成了太阳能电池方阵。假设一个光伏发电系统输出的直流电压为100V。为了与市面上的充电桩提供电源，需要用图3.14所示的电路将100V直流电逆变成220V交流电。已知参数L1=1.0H，R2=1.0KΩ，C1=10uF。在Multisim下的仿真结果如图3.15所示。
图3.15 220V交流仿真 由于逆变电路的设计比较简单，以至于模拟出的220V交流电如图3.15所示并不是正规的正弦波，在以后的研究设计中需要对图3.14所示的电路不断改进完善，使输出如图3.16所示的标准220V正弦交流电。
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电动汽车光伏充电桩的研究与设计
图3.16理论上得的220V交流电
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4.充电桩快速充电系统的研究与设计
4.1电动汽车充电桩的充电方式
动力电池充电设备是电动汽车充电不可或缺的子系统之一，它是将太阳能光伏电池输出的电能传换为电动汽车车载动力电池的能量。
1.恒压充电法
顾名思义，恒压充电即是在充电过程中将蓄电池两极间电压维持在恒定值的充电方式。在恒压充电过程中，充电电流是逐渐减小的，即达到了自动调节充电电流的效果，与蓄电池接收能力曲线走势相同。如果设定的电压恒定值适宜，就既能保证蓄电池的完全充电，又能尽量减少析气和失水。
图4.1恒压充电特性曲线与接收特性曲线
虽然两曲线基本走势相同，但在随着恒压充电的进行，充电电流的下降速度趋于平缓，无法下降到接收曲线的要求值，这时再进行充电就会对蓄电池性能造成一定的影响。两曲线对比如上图4.1所示。
总体来说，恒压充电有以下优点和缺点：
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