AC-DC 轉換器是電動汽車充電站的未來。

　　電動汽車(EV)是未來實現可持續交通部門的有前途技術的主要部分。這里 AC-DC轉換器是擴大和改善電動汽車運輸的骨干組件。

　　了解的功能 交流-直流轉換器，類型 充電站，傳統兩電平AC-DC轉換器面臨的問題以及使用多電平轉換器的重要性對于確保在電動汽車充電站中成功使用AC-DC轉換器至關重要。

　　圖 1：以下是 AC-DC 充電器的工作原理。(來源：IES-Synergy)

　　交流-直流轉換器的意義

　　首先，插座提供交流電，而 電動汽車電池 與直流電源一起為字符供電的功能因此需要將交流電轉換為直流電。它是電動汽車電池充電器的主要組件，可用作功率因數校正和諧波降低的輸入電流整形器。

　　圖2顯示了一個簡單的AC-DC轉換器，其中四個通用整流二極管用于整流AC輸入。?

　　圖 2：原理圖顯示了其中的 AC-DC 轉換器電路和整流二極管。(來源：多西卡)

　　的功能 變壓器是將 230 V AC 電源降壓至 13 V AC。電路的布置是?全橋?因為它由四個二極管組成。整流器將整流交流信號的正負峰值。 濾波電容器?在橋式轉換器之后添加以平滑輸出電壓。 此外，一個 齊納穩壓器 在輸出之前以反向偏置方式連接以調節輸出電壓。?

　　充電站的類型

　　如 可充電電池 是電動汽車運行的電源，了解充電站的一些參數至關重要。大多數基本參數，如電源效率、緊湊型架構和快速充電，將決定整體生產力 的充電站。

　　電動汽車充電站分為三個級別： 一級、二級和三級。

　　I級充電站構成了較小尺寸的電池部分。I 級充電站的充電時間約為 8-10 小時;但是，此持續時間可能會因電池的能量容量而異。它僅使用交流充電，并且有一個車載充電器，因為充電組件位于電動汽車內部。

　　II級的充電時間大約不到I級的一半。此外，III 級快速充電站使用外部充電器(板外)提供高壓。III級能夠為電動汽車充電 在 只需 20 到 30 分鐘，而 I 級或 II 級充電站可以在 4 到 8 小時內為車輛充電。

　　啟用快速充電站的要求

　　快速充電的功率范圍在50kW以上，根據行業標準被認為是很高的。因此，需要一個更大的AC-DC轉換器來提供這種額外的功率以實現快速充電。因此，在AC-DC轉換器內置于充電站中并且由于尺寸限制而未安裝在車輛內部的情況下，最好進行大功率充電。

　　另一個要求 快速充電站，由汽車工程師協會(SAE)標準定義，“是配電網和電池組之間的電流隔離。有兩種不同的架構可用于實現此目的：通過輸入側的低頻(LF)變壓器，或通過隔離式DC-DC轉換器實現直流級中包含的高頻(HF)變壓器。

　　交流-直流轉換器的缺點

　　傳統AC-DC轉換器(如2L電壓源轉換器(VSC))的缺點是額定功率有限，諧波污染高。為了避免這些缺點，使用了混合濾波器，但這些濾波器也會增加系統的成本。

　　此外，2L VSC 具有不希望的高開關頻率。

　　多電平轉換器的重要性

　　為了克服AC-DC轉換器的缺點，2L AC-DC轉換器應替換為多電平轉換器(MLC)。MLC具有低諧波、低電壓應力、高功率等諸多優點。這些轉換器可以減少開關元件，并使用單相T型轉換器產生多電平輸出。

　　MLC的幾級可實現更平滑的輸出波形，從而減小諧波和輸出濾波器尺寸。MLC的主要類型是中性點鉗位(NPC)、級聯H橋(CHB)和飛越電容器(FC)。

　　其中，最受歡迎的是級聯H橋，它能夠在單個H橋電池上利用不同的直流電壓。這導致在更高電壓、低頻率和低電壓、高頻逆變器之間分配功率轉換。

　　圖 3：三電平中性點鉗位逆變器一相的詳細視圖。(來源：科學直通)

　　上面的電路圖代表 三級的一個階段 鼻咽癌逆變器。該系列多電平功率轉換器的特點是使用箝位二極管來保證電源開關之間的適當電壓共享。

　　電動汽車充電的未來

　　從內燃機到電動汽車的轉變是一個長期的過程。許多石油公司已經通過創建充電站或推廣針對電動汽車維護的產品來聲稱在電動汽車網絡中擁有股份。

　　為了幫助電動汽車普及，政府和電動汽車充電公司必須確保快速充電基礎設施的可用性. 沒有高效的充電基礎設施， 電動汽車吸收率 將是一個緩慢的過程。

　　本文最初發表于 電子電氣時報.

　　Saumitra Jagdale是Open Cloudware的創始人。