本文選題：雙向反激 + 充放電�。� 參考：《華南理工大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：現(xiàn)如今隨著動(dòng)力鋰電池的廣泛應(yīng)用,國(guó)內(nèi)涌現(xiàn)一批電池化成廠商。目前現(xiàn)有化成設(shè)備存在許多問題:化成設(shè)備功率普遍較大;充放電效率低,能量浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重;受控化成鋰電池?cái)?shù)目小,設(shè)備體積大,成本較高,不能滿足批量化生產(chǎn)要求;化成中電壓電流紋波較大,精度不高。針對(duì)上述問題,同時(shí)針對(duì)中小功率動(dòng)力鋰電池良好的應(yīng)用前景,本文提出了一種基于雙向反激拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的數(shù)控電源。系統(tǒng)采用DSP芯片作為控制器。主要研究?jī)?nèi)容為:1、采用低成本、體積小的雙向反激結(jié)構(gòu)拓?fù)�。設(shè)計(jì)變壓器、緩沖電路、濾波電路、采樣電路,并搭建系統(tǒng)SIMULINK仿真模型驗(yàn)證拓?fù)溆行�。與此同時(shí)進(jìn)一步降低成本:將同樣單輸入單輸出的反激源四個(gè),集成在一塊電路板上,用一顆主控芯片控制,實(shí)現(xiàn)四通道電池化成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。2、利用基本建模法,建立理想條件下變換器在CCM模式下的小信號(hào)數(shù)學(xué)模型。對(duì)系統(tǒng)的兩種控制策略做分析比較,并用SIMULINK進(jìn)行驗(yàn)證。最后對(duì)雙環(huán)開關(guān)系統(tǒng)模型進(jìn)行等效分析。3、數(shù)字補(bǔ)償器的設(shè)計(jì)�？紤]數(shù)字控制系統(tǒng)中關(guān)鍵參數(shù)(ADC分辨率、零階保持器、延遲等)的影響,采用直接數(shù)字法,在SISOTOOL工具箱里設(shè)計(jì)離散z域的控制器。針對(duì)系統(tǒng)不同工作模式設(shè)計(jì)不同控制策略,研究了動(dòng)態(tài)響應(yīng)和帶寬之間的關(guān)系。不同的控制器進(jìn)行仿真,比較選擇最終方案。4、鋰電池充放電算法的優(yōu)化。在二段充電法基礎(chǔ)上,解決恒壓模式電流曲線尖峰問題,以及實(shí)現(xiàn)充放電恒流轉(zhuǎn)恒壓瞬間無沖擊、平穩(wěn)過度。本文制作了一款40W的四通道的雙向反激拓?fù)涞臉訖C(jī)。實(shí)現(xiàn)電壓0~5v、電流0~10A范圍的數(shù)字調(diào)控,充放電平穩(wěn)轉(zhuǎn)換。測(cè)試中恒壓電壓紋波1%,恒流電流紋波2%。結(jié)果驗(yàn)證了硬件設(shè)計(jì)和控制方法有效性,符合預(yù)期效果。
[Abstract]:Nowadays, with the wide application of power lithium batteries, a number of battery manufacturers emerge in China. At present, there are many problems in the existing chemical forming equipment: the power of the equipment is generally large, the charge and discharge efficiency is low, the phenomenon of energy waste is serious, the number of controlled lithium-ion batteries is small, the equipment volume is large, the cost is high, and it can not meet the requirements of mass production. The voltage and current ripple is large and the precision is not high. Aiming at the above problems, and aiming at the good application prospect of medium and small power lithium-ion batteries, a numerical control power supply based on bi-directional flyback topology is proposed in this paper. The system adopts DSP chip as controller. The main research content is: 1, using low cost, small volume bidirectional flyback topology. Design transformer, buffer circuit, filter circuit, sampling circuit, and build Simulink simulation model to verify the topology validity. At the same time, the cost is further reduced: four flyback sources of the same single input and single output are integrated on a single circuit board, and a master control chip is used to control the design of the four-channel battery formation system, and the basic modeling method is used. The small signal mathematical model of the converter in CCM mode is established under ideal conditions. The two control strategies of the system are analyzed and compared, and verified by Simulink. Finally, the equivalent analysis of the model of double loop switch system. 3, the design of digital compensator. Considering the influence of the key parameters of digital control system, such as ADC resolution, zero order holdout, delay etc., the controller in discrete z domain is designed in SISOTOOL toolbox by direct digital method. The relationship between dynamic response and bandwidth is studied by designing different control strategies for different working modes of the system. Different controllers were simulated, and the final scheme. 4. Optimization of charge and discharge algorithm for lithium battery. On the basis of two-stage charging method, the problem of constant voltage mode current curve spike is solved, and the constant flow of charge and discharge flow with constant voltage and constant voltage is achieved without impact and steady transition. In this paper, a 40 W four-channel two-way flyback topology prototype is developed. Achieve voltage 0 ~ 5 V, current 0 ~ 10 A range of digital regulation, charge and discharge smooth conversion. Test voltage constant voltage ripple 1, constant current ripple 2. The results show that the hardware design and control method are effective and accord with the expected results.
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM912

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本文編號(hào)：1997067