张锐 王明渝

（重庆大学，重庆 400044）

电动汽车充电系统三电平PWM整流器的设计

张锐 王明渝

（重庆大学，重庆 400044）

介绍电动汽车充电系统对电网的谐波影响。采用三电平PWM整理器对谐波进行抑制，设计电压电流双闭环的三电平PWM整流电路。分别对输出直流电压和输入电网电压和电流采样，经过PI调节器控制，使输出电压波形稳定，并使电网侧电流和电压达到基本同相，从而减小充电机对电网的谐波影响，提高单位功率因数。

PWM；双闭环；PI调节；谐波

石油资源日渐匮乏，作为燃油汽车替代品的电动汽车正在兴起。但由于谐波的存在，电动汽车充电机在充电时对电网电压有很大影响，三相整流电路交流侧电流谐波含量较大，谐波污染严重，功率因数很低。谐波污染是电力系统的“公害”，必须采取措施来减轻。

本文采用的是三相三电平二极管箝位PWM整流电路。文中通过分析三电平PWM整流电路的数学模型，建立电压电流双闭环控制系统。通过电流前馈解耦，对直流侧电压和交流侧电网电压和电流进行采样，经双闭环PI调节，改善输入端电网电压波形。使用Matlab/Simulink软件进行仿真，分析结果表明该设计达到了抑制谐波和提高功率因数的预期目的。

1 三电平PWM整流电路工作原理

由大功率开关器件IGBT构成的三电平二极管箝位PWM整流电路主电路拓扑结构如图1所示。

整流桥每相桥臂由4个IGBT和2个起箝位作用的二极管构成，如 a 相桥臂中的 Ta1，Ta2，Ta3，Ta4，Da1和Da2。开关管Ta2，Ta3以及Da1和Da2起到中点箝位的作用，使每相桥臂输出3个电平状态。……