GERA024 December   2022 AMC1202 , AMC1302 , AMC1306M05 , AMC22C11 , AMC22C12 , AMC23C10 , AMC23C11 , AMC23C12 , AMC23C14 , AMC23C15 , AMC3302 , AMC3306M05

 

  1.   1
  2.   Kurzfassung
  3.   Marken
  4. 1Einführung
    1. 1.1 DC-Ladestation für Elektrofahrzeuge
    2. 1.2 Auswahl der Strommesstechnologie und äquivalentes Modell
      1. 1.2.1 Strommessung mit Shunt-basierter Lösung
      2. 1.2.2 Äquivalenzmodell der Sensortechnologie
  5. 2Strommessung in AC/DC-Wandlern
    1. 2.1 Grundlegende Hardware und Steuerungsbeschreibung von AC/DC
      1. 2.1.1 AC Stromregelkreise
      2. 2.1.2 Gleichspannungsregelkreis
    2. 2.2 Punkt A und B – AC/DC AC-Phasenstrommessung
      1. 2.2.1 Auswirkungen der Bandbreite
        1. 2.2.1.1 Stationäre Zustandsanalyse: Grund- und Nulldurchgangs-Ströme
        2. 2.2.1.2 Transientenanalyse: Sprungleistung und Spannungseinbruchverhalten
      2. 2.2.2 Auswirkungen der Latenz
        1. 2.2.2.1 Fehleranalyse: Kurzschluss im Stromnetz
      3. 2.2.3 Auswirkungen des Verstärkungsfehlers
        1. 2.2.3.1 Spannungsstörung in AC/DC durch Verstärkungsfehler
        2. 2.2.3.2 AC/DC-Antwort auf durch Verstärkungsfehler verursachte Stromversorgungsstörung
      4. 2.2.4 Auswirkungen des Offset
    3. 2.3 Punkt C und D – AC/DC DC-Link-Strommessung
      1. 2.3.1 Auswirkungen der Bandbreite auf die Feed-Forward-Leistung
      2. 2.3.2 Auswirkungen der Latenz auf den Schutz der Leistungsschalter
      3. 2.3.3 Auswirkungen des Verstärkungsfehlers auf die Leistungsmessung
        1. 2.3.3.1 Transientenanalyse: Feed Forward in Punkt D
      4. 2.3.4 Auswirkungen des Offset
    4. 2.4 Zusammenfassung der positiven und negativen Punkte an den Punkten A, B, C1/2 und D1/2 sowie Produktvorschläge
  6. 3Strommessung in DC/DC-Wandlern
    1. 3.1 Grundlegendes Funktionsprinzip eines isolierten DC/DC-Wandlers mit Phasenverschiebungssteuerung
    2. 3.2 Punkt E, F – DC/DC-Strommessung
      1. 3.2.1 Auswirkungen der Bandbreite
      2. 3.2.2 Auswirkungen des Verstärkungsfehlers
      3. 3.2.3 Auswirkung des Offsetfehlers
    3. 3.3 Punkt G – DC/DC-Tankstrommessung
    4. 3.4 Zusammenfassung der Sensorpunkte E, F, G und Produktvorschläge
  7. 4Fazit
  8. 5Quellennachweise

2.1.2 Gleichspannungsregelkreis

In mehreren Anwendungen verhält sich die Last oder Quelle, die auf der DC-Seite der Gleichrichterstufe angeschlossen ist, nicht immer als Spannungsquelle, sondern die Last kann sogar als Widerstand, Stromsenke oder -Quelle fungieren. Wenn die DC/DC-Stufe kein Spannungsquellenverhalten aufweist, kann eine Abhängigkeit von der DC-Bus-Spannung mit der angeforderten Leistung (P_Rec) dazu führen, dass keine geregelte Spannung im Ausgang vorliegt. Eine unkontrollierte Gleichstrom-Busspannung kann dazu führen, dass der AC/DC-Wandler instabil wird, mögliche Strom- und Spannungsschutzfunktionen auslöst oder sogar den Wandler selbst beschädigt. Um dies zu beheben, implementieren Sie eine zusätzliche Steuerung mit einer höheren hierarchischen Ebene in Bezug auf die aktuellen Schleifen, wie in Abbildung 2-3 dargestellt. Es wurde ein Spannungsregelkreis hinzugefügt, der die aktive, aus dem Stromnetz abgespeiste oder bezogene Leistung mithilfe von i_d* des unteren Regelkreises IDQ steuern kann. Der zusätzliche PI-Regler erzeugt eine Referenz (I_d*), die den Abgleich von Gleichrichter und Lastleistung (P_Rec und P_Load) ermöglicht, indem V_DC* gleich V_DC erreicht wird, da keine Leistung im DC-Link-Kondensator fließt. Die Anpassung der Gleichrichterleistung an die Lastleistung wird durch den integrativen Teil erreicht.

Spannungs- und StromregelkreiseAbbildung 2-3 Spannungs- und Stromregelkreise

Wie in Abbildung 2-3 gezeigt, wurde eine Vorwärtskopplungsschleife (Feed Forward) implementiert, die mittels einer Gleichstrommessung erreicht werden kann, um die Reaktionszeit des Regelkreises zu verkürzen. Es wurde ein generischer Faktor, K, implementiert, da dieser Faktor von den Spannungen, Strömen und der Implementierung der Steuerungstechnik abhängt. Diese Funktion ist für den Wandlerbetrieb selbst nicht kritisch, kann aber die Leistung erheblich verbessern, wie in Sektion 2.3 gezeigt.

Die I_q* -Referenz ist unabhängig von der Spannungsschleife, da die Referenz nicht an der Wirkleistungsregelung, also am Lade- und Entladevorgang des DC-Link-Kondensators beteiligt ist. Wie bereits erwähnt, steuert I_q* direkt die Blindleistung des Systems.