1、2（20分）設(shè)計電動汽車無線充電系統(tǒng)，要求：1） 給出系統(tǒng)整體設(shè)計方案；2） 設(shè)計系統(tǒng)功率2.2kW，輸入電壓220V，輸出電壓300V；3） 給出系統(tǒng)simulink仿真圖及關(guān)鍵部分波形圖；4） 給出系統(tǒng)主要參數(shù)設(shè)計過程。1、設(shè)計方案無線充電系統(tǒng)的設(shè)計功率為2.2kW，輸入電壓為工頻交流220V，輸出電壓為直流300V。根據(jù)設(shè)計要求，需要該系統(tǒng)有一定的自調(diào)壓能力。整體設(shè)計方案為：先通過一個交直交變頻器輸出高頻交流電，將這個高頻交流電通過無線傳輸裝置（仿真中用耦合電感代替）傳輸?shù)狡噧?nèi)置的接收裝置。通過整流電路轉(zhuǎn)化為直流電，最后通過一個帶負(fù)反饋的調(diào)壓電路輸出300V電壓并能控制充電電流。具體設(shè)

2、計過程如下：2.1、首先使用一個二極管不控整流模塊，將220V電轉(zhuǎn)化為直流電，并使用LC濾波，濾波后的電壓約為350V。二極管不控整流模塊如下圖：經(jīng)過LC濾波之后的輸出電壓：2、使用IGBT全控器件搭建單相逆變模塊，將直流350V轉(zhuǎn)化為高頻交流電，頻率為20kHz。一般來說，頻率越高，傳輸同樣的能量使用的耦合電感越小，能量的損失也越小。由于受到器件開關(guān)速度的顯示和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的限制，使用電磁感應(yīng)方式的無線充電系統(tǒng)頻率不超過100kHz。在這里我的傳輸頻率為20kHZ，符合要求。前半部分的整體仿真模型。包括二極管整流模塊，高頻逆變模塊，耦合電感作為無線傳輸模塊：經(jīng)過逆變模塊后產(chǎn)生的高頻方波交流電，頻

3、率為20kHz：經(jīng)過耦合線圈傳輸?shù)礁边叺母哳l交流電，由于耦合線圈相當(dāng)于一個電感，電壓傳輸?shù)礁边吅笊晕⒂行┗儭Ａ硗怦詈暇€圈相當(dāng)于變壓器，將電壓升高到600V左右。無線能量傳輸模塊的設(shè)計非常復(fù)雜，在這里不做具體設(shè)計。仿真中只使用耦合線圈作為無線傳輸模塊，接受前端的高頻交流電，并通過第二個整流電路變?yōu)橹绷麟?，在這里我使用了全控型器件搭建第二個整流橋，這樣可以通過改變移相角使其具有一定的調(diào)壓能力。耦合線圈副邊，使用IGBT搭建單相全控整流電路：IGBT單相全控整流電路輸出波形，由于電路后端還有一個斬波電路，所以這個整流電路的輸出波形先升后降，最終在380V左右：最后使用一個三電平buck斬波電路結(jié)合PI控制器進(jìn)行精確調(diào)壓。使輸出電壓穩(wěn)定在300V。耦合線圈后端的整體仿真模型，包括一個全控整流電路和一個三電平buck斬波電路。從該圖也可以看到系統(tǒng)的整體電