電動(dòng)汽車移相全橋DC/DC變換器研究
發(fā)布時(shí)間:2022-02-10 21:45
DC/DC(直流轉(zhuǎn)直流電源)變換器是電動(dòng)汽車中不可缺少,具有重要意義的關(guān)鍵部分,通過DC/DC變換器,電動(dòng)汽車可在高壓直流電壓體制下實(shí)現(xiàn)不同電壓等級的輸出,滿足車輛低壓電氣部件用電需求。隨著DC/DC變換器的不斷發(fā)展,人們在它的體積方面、效率方面、穩(wěn)態(tài)性能方面等提出了更加嚴(yán)格的要求。本文主要著手于某電動(dòng)乘用車高壓直流電壓體制,進(jìn)行高壓轉(zhuǎn)換至低壓(336V/13.7V)的DC/DC變換器研究。該變換器采用滯后橋臂串聯(lián)二極管全橋移相控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),很好地實(shí)現(xiàn)了零電壓零電流開關(guān)(Zero Voltage and Zero Current Switching,ZVZCS)的軟開關(guān)技術(shù),減小了開關(guān)損耗,提高了變換器效率。為了實(shí)現(xiàn)該軟開關(guān)技術(shù),對主電路功率器件、電容、電阻、變壓器、電感等元器件進(jìn)行了參數(shù)設(shè)計(jì),同時(shí)為后續(xù)研究提供了理論基礎(chǔ)。其次,直接對滯后橋臂串聯(lián)二極管的零電壓零電流變換器進(jìn)行平均開關(guān)建模以獲得更加準(zhǔn)確的傳遞函數(shù)。平均開關(guān)建模法通過將非線性的DC/DC變換器模型轉(zhuǎn)化為小信號交流等效模型,并基于該模型,得到DC/DC變化器的開環(huán)傳遞函數(shù)?刂品绞讲捎秒妷、電流雙閉環(huán)PI控制,經(jīng)過開環(huán)傳遞...
【文章來源】:北京理工大學(xué)北京市211工程院校985工程院校
【文章頁數(shù)】:93 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究的背景及意義
1.2 課題的研究現(xiàn)狀
1.2.1 本課題DC/DC變換器結(jié)構(gòu)分析
1.2.2 DC/DC變換器軟開關(guān)的出現(xiàn)與發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.3 DC/DC變換器在電動(dòng)汽車中的應(yīng)用
1.3 本論文主要工作
第2章 移相全橋軟開關(guān)變換器的拓?fù)浞治?br> 2.1 基本移相全橋軟開關(guān)變換器拓?fù)?br> 2.1.1 ZVS移相全橋變換器
2.1.2 ZCS移相全橋變換器
2.1.3 ZVZCS移相全橋變換器
2.2 滯后橋臂串聯(lián)二極管ZVZCS移相全橋變換器
2.2.1 滯后臂串聯(lián)二極管的ZVZCS的工作原理
2.2.2 滯后橋臂串聯(lián)二極管移相全橋變換器實(shí)現(xiàn)ZVZCS的條件
2.2.3 滯后臂串聯(lián)二極管ZVZCS變換器的優(yōu)勢與缺陷
2.3 本章小結(jié)
第3章 滯后臂串聯(lián)二極管的ZVZCS變換器硬件電路設(shè)計(jì)
3.1 主電路參數(shù)設(shè)計(jì)
3.1.1 高頻變壓器設(shè)計(jì)
3.1.2 輸出濾波電感設(shè)計(jì)
3.1.3 濾波電容設(shè)計(jì)
3.1.4 主開關(guān)管的選擇
3.1.5 阻斷電容電容值確定
3.1.6 輸出整流二極管的選擇
3.1.7 諧振電感Llk的選擇
3.1.8 超前橋臂開關(guān)管并聯(lián)電容的選擇
3.1.9 滯后橋臂串聯(lián)二極管的選擇
3.2 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
3.3 隔離電路的設(shè)計(jì)
3.4 輔助電源電路設(shè)計(jì)
3.5 小結(jié)
第4章 滯后臂串聯(lián)二極管的ZVZCS變換器控制理論研究
4.1 小信號模型的建立
4.1.1 滯后臂串聯(lián)二極管的ZVZCS變換器的小信號模型
4.2 反饋電路
4.3 閉環(huán)控制與穩(wěn)定性
4.4 平均電流PI控制策略研究
4.4.1 電流內(nèi)環(huán)PI控制參數(shù)整定
4.4.2 電壓外環(huán)PI控制參數(shù)整定
4.5 控制芯片以及外圍電路的研究
4.5.1 控制芯片的介紹
4.5.2 UCC3895的外圍電路設(shè)計(jì)
4.6 小結(jié)
第5章 電路仿真分析
5.1 仿真模型的搭建
5.1.1 主電路仿真模型搭建
5.1.2 模擬UCC3895的移相PWM產(chǎn)生器搭建
5.1.3 反饋控制的仿真
5.1.4 整體電路的閉環(huán)仿真
5.2 仿真結(jié)果和分析
5.2.1 主電路主要元件波形
5.2.2 不同負(fù)載情況下的軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)情況
5.2.3 不同負(fù)載條件下的輸出穩(wěn)定性分析
5.3 小結(jié)
第6章 實(shí)驗(yàn)與分析
6.1 實(shí)驗(yàn)中主要測得的波形以及分析
6.2 小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]雙閉環(huán)反饋控制半橋DC-DC變換器設(shè)計(jì)[J]. 吳曉光,羊彥. 電子設(shè)計(jì)工程. 2014(16)
[2]基于UC3875的移相全橋ZVZCS變換器的設(shè)計(jì)與仿真[J]. 鄭雪莉,黎敏. 電源世界. 2012 (12)
[3]平均電流法均流在數(shù)字DC/DC電源中的應(yīng)用[J]. 張亮,陳淵睿. 電源技術(shù). 2012(06)
[4]移相全橋PWM變換器的DCM研究[J]. 陳偉,鄒云屏,李芬,王成智. 電力電子技術(shù). 2008(11)
[5]基于電路平均模型的ZVS三電平DC-DC變換器小信號模型[J]. 葉惠,王志強(qiáng),劉芽芽. 機(jī)械與電子. 2008(07)
[6]基于電路平均模型的ZVS移相全橋的小信號與暫態(tài)分析[J]. 葉惠,王志強(qiáng),劉芽芽. 通信電源技術(shù). 2008(03)
[7]磁懸浮系統(tǒng)的雙環(huán)自適應(yīng)控制器設(shè)計(jì)與仿真[J]. 劉恒坤,施小紅,常文森. 計(jì)算機(jī)仿真. 2006(08)
[8]IR2110功率驅(qū)動(dòng)集成芯片應(yīng)用[J]. 楚斌. 電子工程師. 2004(10)
[9]雙向DC/DC變換器的改進(jìn)相移控制設(shè)計(jì)[J]. 范海峰,趙川紅,徐德鴻. 電力電子技術(shù). 2003(03)
[10]平均電流模式的控制電路設(shè)計(jì)[J]. 楊汝. 電力電子技術(shù). 2002(04)
碩士論文
[1]大功率高電壓開關(guān)電源的設(shè)計(jì)[D]. 孫祥.南京理工大學(xué) 2013
[2]80V/60A 1200W恒功率開關(guān)電源的設(shè)計(jì)[D]. 柳宇航.北京交通大學(xué) 2013
[3]10000A/15V移相全橋軟開關(guān)電解電源的研制[D]. 李金芝.北京交通大學(xué) 2011
[4]高頻開關(guān)電源的研究與設(shè)計(jì)[D]. 楊曉靜.武漢理工大學(xué) 2011
[5]3kW高功率因數(shù)直流電源研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 崔磊.華中科技大學(xué) 2011
[6]大功率開關(guān)電源主電路研究[D]. 岳鵬.華南理工大學(xué) 2010
[7]移相全橋軟開關(guān)變換器的研究和設(shè)計(jì)[D]. 張本庚.鄭州大學(xué) 2010
[8]滯后臂串聯(lián)二極管的ZVZCS移相全橋變換器研究[D]. 芮騏驊.合肥工業(yè)大學(xué) 2010
[9]5kW全橋軟開關(guān)DC/DC電源[D]. 施貽蒙.浙江大學(xué) 2008
[10]基于DSP的移相全橋ZVZCS直流變換器研究[D]. 張小華.哈爾濱理工大學(xué) 2008
本文編號:3619581
【文章來源】:北京理工大學(xué)北京市211工程院校985工程院校
【文章頁數(shù)】:93 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究的背景及意義
1.2 課題的研究現(xiàn)狀
1.2.1 本課題DC/DC變換器結(jié)構(gòu)分析
1.2.2 DC/DC變換器軟開關(guān)的出現(xiàn)與發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.3 DC/DC變換器在電動(dòng)汽車中的應(yīng)用
1.3 本論文主要工作
第2章 移相全橋軟開關(guān)變換器的拓?fù)浞治?br> 2.1 基本移相全橋軟開關(guān)變換器拓?fù)?br> 2.1.1 ZVS移相全橋變換器
2.1.2 ZCS移相全橋變換器
2.1.3 ZVZCS移相全橋變換器
2.2 滯后橋臂串聯(lián)二極管ZVZCS移相全橋變換器
2.2.1 滯后臂串聯(lián)二極管的ZVZCS的工作原理
2.2.2 滯后橋臂串聯(lián)二極管移相全橋變換器實(shí)現(xiàn)ZVZCS的條件
2.2.3 滯后臂串聯(lián)二極管ZVZCS變換器的優(yōu)勢與缺陷
2.3 本章小結(jié)
第3章 滯后臂串聯(lián)二極管的ZVZCS變換器硬件電路設(shè)計(jì)
3.1 主電路參數(shù)設(shè)計(jì)
3.1.1 高頻變壓器設(shè)計(jì)
3.1.2 輸出濾波電感設(shè)計(jì)
3.1.3 濾波電容設(shè)計(jì)
3.1.4 主開關(guān)管的選擇
3.1.5 阻斷電容電容值確定
3.1.6 輸出整流二極管的選擇
3.1.7 諧振電感Llk的選擇
3.1.8 超前橋臂開關(guān)管并聯(lián)電容的選擇
3.1.9 滯后橋臂串聯(lián)二極管的選擇
3.2 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
3.3 隔離電路的設(shè)計(jì)
3.4 輔助電源電路設(shè)計(jì)
3.5 小結(jié)
第4章 滯后臂串聯(lián)二極管的ZVZCS變換器控制理論研究
4.1 小信號模型的建立
4.1.1 滯后臂串聯(lián)二極管的ZVZCS變換器的小信號模型
4.2 反饋電路
4.3 閉環(huán)控制與穩(wěn)定性
4.4 平均電流PI控制策略研究
4.4.1 電流內(nèi)環(huán)PI控制參數(shù)整定
4.4.2 電壓外環(huán)PI控制參數(shù)整定
4.5 控制芯片以及外圍電路的研究
4.5.1 控制芯片的介紹
4.5.2 UCC3895的外圍電路設(shè)計(jì)
4.6 小結(jié)
第5章 電路仿真分析
5.1 仿真模型的搭建
5.1.1 主電路仿真模型搭建
5.1.2 模擬UCC3895的移相PWM產(chǎn)生器搭建
5.1.3 反饋控制的仿真
5.1.4 整體電路的閉環(huán)仿真
5.2 仿真結(jié)果和分析
5.2.1 主電路主要元件波形
5.2.2 不同負(fù)載情況下的軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)情況
5.2.3 不同負(fù)載條件下的輸出穩(wěn)定性分析
5.3 小結(jié)
第6章 實(shí)驗(yàn)與分析
6.1 實(shí)驗(yàn)中主要測得的波形以及分析
6.2 小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]雙閉環(huán)反饋控制半橋DC-DC變換器設(shè)計(jì)[J]. 吳曉光,羊彥. 電子設(shè)計(jì)工程. 2014(16)
[2]基于UC3875的移相全橋ZVZCS變換器的設(shè)計(jì)與仿真[J]. 鄭雪莉,黎敏. 電源世界. 2012 (12)
[3]平均電流法均流在數(shù)字DC/DC電源中的應(yīng)用[J]. 張亮,陳淵睿. 電源技術(shù). 2012(06)
[4]移相全橋PWM變換器的DCM研究[J]. 陳偉,鄒云屏,李芬,王成智. 電力電子技術(shù). 2008(11)
[5]基于電路平均模型的ZVS三電平DC-DC變換器小信號模型[J]. 葉惠,王志強(qiáng),劉芽芽. 機(jī)械與電子. 2008(07)
[6]基于電路平均模型的ZVS移相全橋的小信號與暫態(tài)分析[J]. 葉惠,王志強(qiáng),劉芽芽. 通信電源技術(shù). 2008(03)
[7]磁懸浮系統(tǒng)的雙環(huán)自適應(yīng)控制器設(shè)計(jì)與仿真[J]. 劉恒坤,施小紅,常文森. 計(jì)算機(jī)仿真. 2006(08)
[8]IR2110功率驅(qū)動(dòng)集成芯片應(yīng)用[J]. 楚斌. 電子工程師. 2004(10)
[9]雙向DC/DC變換器的改進(jìn)相移控制設(shè)計(jì)[J]. 范海峰,趙川紅,徐德鴻. 電力電子技術(shù). 2003(03)
[10]平均電流模式的控制電路設(shè)計(jì)[J]. 楊汝. 電力電子技術(shù). 2002(04)
碩士論文
[1]大功率高電壓開關(guān)電源的設(shè)計(jì)[D]. 孫祥.南京理工大學(xué) 2013
[2]80V/60A 1200W恒功率開關(guān)電源的設(shè)計(jì)[D]. 柳宇航.北京交通大學(xué) 2013
[3]10000A/15V移相全橋軟開關(guān)電解電源的研制[D]. 李金芝.北京交通大學(xué) 2011
[4]高頻開關(guān)電源的研究與設(shè)計(jì)[D]. 楊曉靜.武漢理工大學(xué) 2011
[5]3kW高功率因數(shù)直流電源研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 崔磊.華中科技大學(xué) 2011
[6]大功率開關(guān)電源主電路研究[D]. 岳鵬.華南理工大學(xué) 2010
[7]移相全橋軟開關(guān)變換器的研究和設(shè)計(jì)[D]. 張本庚.鄭州大學(xué) 2010
[8]滯后臂串聯(lián)二極管的ZVZCS移相全橋變換器研究[D]. 芮騏驊.合肥工業(yè)大學(xué) 2010
[9]5kW全橋軟開關(guān)DC/DC電源[D]. 施貽蒙.浙江大學(xué) 2008
[10]基于DSP的移相全橋ZVZCS直流變換器研究[D]. 張小華.哈爾濱理工大學(xué) 2008
本文編號:3619581
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