电动车充电器的设计

设计电路是由 2 针头 J、熔断器 FU、由从 C1 和 C2 构成的电力滤波器、变压器 T、二极管整 流桥 BRIDGE 和滤波电容 C 组成。 3 器件计算和选择 （1）选择整流二极管
1 1 I D 2 1A 2 2 U D 50 41.67 V 变压器二次侧的电压 U 2 1 .2 1 .2
其中 K Q 为窗口的填充系数 窗高： hc 2.5a 2.5 3 7.5cm 窗宽： c S Q / h 23.2 / 7.5 3.1cm 通过上述的计算可得变压器选择为 CD 25 50 65 型铁芯变压器，其二次侧功率为 409W， 铁芯截面 11.5 cm ，窗口宽度 40mm,满足上述计算要求。 （4）熔断器 J 及交流滤波器电容 C1、C2 选择 变压器一次的最高电压为 245V，电流为 0.95A，选择熔断器型号为 RC1A-5. 交流电源滤波器，采用 2 个都为 0.01µf ,最高耐压为 300V。 （5）器件清单 名称 变压器 整流二极管 电解电容 普通电容 熔断器 2 针头 4 设计电路仿真与验证 （1）在 MATLAB/SIMULINK 仿真模型 数量 1 4 1 2 1 1 型号 CD25×50×65 ZP3-2 220μF/100V 0.01µf/300V RC1A-5 塑料外壳
2U 2 1.414 52 74V
为了安全起见， 在选择管子时， 二极管的参数应为计算参数的 2 倍。 因此， 应选择四只 ZP3-2 二极管，其最大整流电流为 3A，最高反向工作电压为 200V。 （2）选择滤波电容
C (3 ~ 5)
T 0.02 5 0.002F 2000 F 2R L 2 50 / 2
石家庄铁道大学
研究生课程设计
课程名称 现代电力电子技术 设计名称 电动车充电器设计
培养单位 学科专业 任课教师 学生姓名 学 号
电气与电子工程学院 电力系统及其自动化 马月辉 郑俊观 120153406
研究生学院
设计一电动车充电器的设计
1 设计要求 设计一个电动车充电器的电路，输入交流 185V~245V,输出直流 50V，2A。完成电路的设计及 相应原件的选型。 2 电路设计思路及电路原理图 （1）设计基本思路：市电经过变压器降低电压，在经过桥式整流电容滤波电路得到相应的 直流。同时应该考虑到电网杂波的干扰和相应的电路的保护，为了防止杂波的干扰，采用了 交流电源滤波器，即 2 个电容串联且中间接地，交流电源滤波器与变压器的原边并联，起到 抑制电源噪声的作用；为了防止电路发生故障，产生大电流，烧坏器件，采用熔断器保护电 路。 （2）电路原理图
考虑趋肤效应穿透公式为
经过计算上面计算得到导线的截面的半径都小于这个穿透深度，故用不用考虑趋肤效应影 响。 ④铁芯窗口大小的确定 铁芯窗口面积 S Q
N1q1 N1q2 910 0.32 215 1.34 2 2 10 10 23.2cm 2 kQ 0.25
N2
U 2 10 4 4.44 fBSK d
其中 U 2 为变压器二次侧的电压，f 为工频 50Hz，B 为磁通密度与硅钢
片型号及变压器的容量有关， 本设计中选用硅钢片 D310，B=1.2T,S 为变压器铁芯截面，K d 为一种系数，一般取 0.9。
52 10 4 N2 215 匝 4.44 50 1.2 10.1 0.9 N1 U1 220 N2 215 910 匝 U2 52 I1 j1 I2 j2
2
（2）波形分析 变压器一次侧波形
变压器二次侧波形
经过桥式整流、滤波得到波形
通过上述的仿真电路得到的波形， 可是证明电路原理的可行性， 最后得到的直流波动十分小， 可以认为是一条直线，至于电压由于仿真电路中没有各种损耗，故仿真得到Leabharlann Baidu电压比较高。
通过每只二极管的平均电流 I BD 考虑到整流管压降及熔断器导线等压降时， U 2 因加上 3V（桥式整流） ；考虑到变压器阻抗 压降及交流电网电压的波动时，还应该增加 10%~15%； 故 U 2 ( 41.67 3) (1 0.15) 51.4V 每只二极管承受的最大反向电压 U RM 取 52V
电容耐压为 (1.5 ~ 2) U 2 =(1.5~2)×50=75~100v。 最好选择 220μF/100V 的电解电容一只。 （3）选择变压器 在选择二极管计算中得到 U 2 52V
I 2 2I D 2 2 4A
变压器的容量 P1 P2 U 2 I 2 52 4 208VA 变压器选用单相芯式结构 铁芯截面选择
一次、二次导线截面选择
q1
q2
其中 j1 j2 为一次、二次绕组的电流密度，与绝缘等级及变压器的容量有关，本设计中选择 绝缘为 A 级绝缘自冷 j1 j2 3A/mm 2 。
I1
U2 52 I2 4 0.95A U1 220
q1 q2
0.95 0.32mm 2 3 I2 4 1.34mm 2 j2 3 66.1 66.1 9.34mm f 50
S ab 0.7 P 0.7 208 10.1cm 2
定 a 3cm, b 4cm, S ab 12cm 2 验证： b' 1.1S / a 1.1 10.1 / 3 3.7 b' / a 3.7 / 3 1.85 在 1 到 2 之间都是合理的。 一次、二次绕组匝数计算