2kW鋰電池充電機與逆變器設(shè)計
發(fā)布時間:2021-02-18 02:22
本文重點研究設(shè)計了2k W鋰電池充電機,同時設(shè)計了2k W輸出的逆變器。我國能源匱乏,近七成的石油依靠進口,威脅到我國能源安全,同時,化石能源的燃燒造成溫室效應和嚴重的環(huán)境污染。而電力能源作為可再生清潔能源,可由風力、潮汐、太陽能、核能等轉(zhuǎn)換而來,大力發(fā)展和充分利用電能,可有效保證我國能源安全、減輕環(huán)境污染。鋰電池憑借能量密度大、自放電低、無污染、無記憶效應等特性成為最優(yōu)秀的儲能電池,廣泛應用在新能源汽車、消費電子、電動工具等設(shè)備中,特別是新能源汽車領(lǐng)域,由于政策鼓勵和技術(shù)的成熟,電力汽車蘊藏巨大的市場潛力。鋰電池對充電機的技術(shù)要求較高,作為鋰電池的下游產(chǎn)業(yè),鋰電池充電機(樁)也成為研究開發(fā)的熱點。本文在這一背景下設(shè)計研發(fā)了2k W鋰電池充電機,具有功率因數(shù)高、電源效率高的特點,前級是基于NCP1654的功率因數(shù)校正電路,DC/DC部分是基于L6599的半橋LLC拓撲,通過電流環(huán)和電壓環(huán)反饋實現(xiàn)恒流恒壓的充電模式,經(jīng)試驗能夠高效安全的給鋰電池組充電。逆變器能將直流電轉(zhuǎn)換為交流電,廣泛用于光伏發(fā)電、不間斷電源等設(shè)備中,對于電力供應持續(xù)性要求高的銀行金融、交通運輸、電信通訊等行業(yè)的計算機、...
【文章來源】:杭州電子科技大學浙江省
【文章頁數(shù)】:76 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 課題研究背景和意義
1.1.1 節(jié)能環(huán)保的時代主題
1.1.2 鋰電池的優(yōu)勢
1.1.3 充電機巨大的市場潛力
1.1.4 逆變器的應用
1.2 課題的發(fā)展與研究現(xiàn)狀
1.2.1 開關(guān)電源的現(xiàn)狀與發(fā)展方向
1.2.2 功率因數(shù)校正技術(shù)的發(fā)展
1.2.3 逆變器的發(fā)展與演化
1.3 本文的研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)
第二章 充電機總體結(jié)構(gòu)設(shè)計
2.1 充電機的設(shè)計指標
2.2 充電機的總體結(jié)構(gòu)
2.3 功率因數(shù)校正(PFC)
2.3.1 功率因數(shù)的定義
2.3.2 PFC類型選擇
2.3.3 APFC拓撲選擇
2.4 DC/DC拓撲選擇
2.4.1 軟開關(guān)
2.4.2 拓撲選擇
第三章 充電機原理研究
3.1 有源功率因數(shù)校正原理研究
3.1.1 Boost型有源功率因數(shù)校正原理
3.1.2 電流控制策略
3.2 半橋LLC原理研究
3.2.1 工作過程
3.2.2 LLC基波分析
3.3 鋰電池充電方法和控制
第四章 充電機電路設(shè)計
4.1 前級EMI電路設(shè)計
4.1.1 防雷壓敏電阻選取
4.1.2 浪涌電流防護
4.1.3 安規(guī)電容的選取
4.1.4 共模電感選擇
4.1.5 整流橋
4.2 APFC電路設(shè)計
4.2.1 主功率部分設(shè)計
4.2.2 控制部分設(shè)計
4.3 LLC電路設(shè)計
4.3.1 LLC諧振槽參數(shù)設(shè)計
4.3.2 主功率電路設(shè)計
4.3.3 控制電路
4.4 恒流恒壓控制
第五章 逆變器設(shè)計
5.1 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計
5.2 原理分析
5.2.1 DC/DC部分原理研究
5.2.2 DC/AC部分原理研究
5.3 電路設(shè)計
5.3.1 推挽電路
5.3.2 全橋逆變器
第六章 測試結(jié)果
6.1 充電機測試
6.2 逆變器測試
第七章 總結(jié)與展望
致謝
參考文獻
附錄1 作者讀研期間發(fā)表學術(shù)論文
附錄2 有源功率因數(shù)校正詳細原理圖
附錄3 逆變主電路詳細原理圖(1)
附錄4 逆變主電路詳細原理圖(2)
附錄5 逆變器驅(qū)動電路
【參考文獻】:
期刊論文
[1]一種兩級式恒流/恒壓鋰電池充電器的設(shè)計[J]. 陳可,張友軍. 自動化技術(shù)與應用. 2017(02)
[2]基于NCP1207的智能鋰電池充電器設(shè)計[J]. 徐進,李圍,趙勝,聶巍. 船電技術(shù). 2017(01)
[3]高PF全電壓可變負載BCM單級APFC反激變換器環(huán)路設(shè)計[J]. 林杰輝,潘永雄,蘇成悅,孫安全. 廣東工業(yè)大學學報. 2016(03)
[4]無損升壓APFC電路研究與設(shè)計[J]. 惠晶,符海軍. 電力電子技術(shù). 2016(05)
[5]推挽DC/DC變換電路中高頻變壓器的設(shè)計[J]. 王忠軍,黃同越,張?zhí)m紅. 電源世界. 2014(10)
[6]SiC MOSFET與Si MOSFET在開關(guān)電源中功率損耗的對比分析[J]. 曹洪奎,陳之勃,孟麗囡. 遼寧工業(yè)大學學報(自然科學版). 2014(02)
[7]基于NCP1654的高功率因數(shù)電源的設(shè)計[J]. 汪定華. 通信電源技術(shù). 2012(03)
[8]無橋Boost PFC在UPS中的應用研究[J]. 李賀龍,俞雁飛,陳小龍. 電源世界. 2011(12)
[9]基于“PFC+LLC+CV、CC”拓撲結(jié)構(gòu)的HB-LED驅(qū)動電源設(shè)計[J]. 李姿景,李文方,陳嘉義,李海霞. 現(xiàn)代顯示. 2011(10)
[10]恒流-恒壓模式控制的鋰電池充電器的設(shè)計[J]. 徐靜萍. 半導體技術(shù). 2011(04)
碩士論文
[1]基于LLC諧振變換器的LED驅(qū)動電源研究[D]. 談勛.湖北工業(yè)大學 2016
[2]半橋LLC諧振式車載充電機電源的研究與設(shè)計[D]. 郭東.哈爾濱理工大學 2016
[3]基于半橋軟開關(guān)AC/DC充電電源的設(shè)計及應用[D]. 萬志群.廈門理工學院 2016
[4]基于移相全橋電路的充電樁實現(xiàn)[D]. 弓聯(lián)朋.西安電子科技大學 2015
[5]純電動汽車車載鋰電池充電機的研究[D]. 劉湘.北京交通大學 2015
[6]雙變壓器不對稱半橋變換器的研究[D]. 張振宇.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[7]1.5kW半橋LLC諧振DC/DC變換器的研究[D]. 閆大鵬.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[8]大功率移相全橋DC/DC模塊電源的數(shù)字控制研究[D]. 梁土福.華南理工大學 2015
[9]基于DSP的三相PFC電路研究[D]. 李勇.西安科技大學 2014
[10]單相3kVA/220V熱后備式UPS研究[D]. 余佳佳.湖北工業(yè)大學 2014
本文編號:3038892
【文章來源】:杭州電子科技大學浙江省
【文章頁數(shù)】:76 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 課題研究背景和意義
1.1.1 節(jié)能環(huán)保的時代主題
1.1.2 鋰電池的優(yōu)勢
1.1.3 充電機巨大的市場潛力
1.1.4 逆變器的應用
1.2 課題的發(fā)展與研究現(xiàn)狀
1.2.1 開關(guān)電源的現(xiàn)狀與發(fā)展方向
1.2.2 功率因數(shù)校正技術(shù)的發(fā)展
1.2.3 逆變器的發(fā)展與演化
1.3 本文的研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)
第二章 充電機總體結(jié)構(gòu)設(shè)計
2.1 充電機的設(shè)計指標
2.2 充電機的總體結(jié)構(gòu)
2.3 功率因數(shù)校正(PFC)
2.3.1 功率因數(shù)的定義
2.3.2 PFC類型選擇
2.3.3 APFC拓撲選擇
2.4 DC/DC拓撲選擇
2.4.1 軟開關(guān)
2.4.2 拓撲選擇
第三章 充電機原理研究
3.1 有源功率因數(shù)校正原理研究
3.1.1 Boost型有源功率因數(shù)校正原理
3.1.2 電流控制策略
3.2 半橋LLC原理研究
3.2.1 工作過程
3.2.2 LLC基波分析
3.3 鋰電池充電方法和控制
第四章 充電機電路設(shè)計
4.1 前級EMI電路設(shè)計
4.1.1 防雷壓敏電阻選取
4.1.2 浪涌電流防護
4.1.3 安規(guī)電容的選取
4.1.4 共模電感選擇
4.1.5 整流橋
4.2 APFC電路設(shè)計
4.2.1 主功率部分設(shè)計
4.2.2 控制部分設(shè)計
4.3 LLC電路設(shè)計
4.3.1 LLC諧振槽參數(shù)設(shè)計
4.3.2 主功率電路設(shè)計
4.3.3 控制電路
4.4 恒流恒壓控制
第五章 逆變器設(shè)計
5.1 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計
5.2 原理分析
5.2.1 DC/DC部分原理研究
5.2.2 DC/AC部分原理研究
5.3 電路設(shè)計
5.3.1 推挽電路
5.3.2 全橋逆變器
第六章 測試結(jié)果
6.1 充電機測試
6.2 逆變器測試
第七章 總結(jié)與展望
致謝
參考文獻
附錄1 作者讀研期間發(fā)表學術(shù)論文
附錄2 有源功率因數(shù)校正詳細原理圖
附錄3 逆變主電路詳細原理圖(1)
附錄4 逆變主電路詳細原理圖(2)
附錄5 逆變器驅(qū)動電路
【參考文獻】:
期刊論文
[1]一種兩級式恒流/恒壓鋰電池充電器的設(shè)計[J]. 陳可,張友軍. 自動化技術(shù)與應用. 2017(02)
[2]基于NCP1207的智能鋰電池充電器設(shè)計[J]. 徐進,李圍,趙勝,聶巍. 船電技術(shù). 2017(01)
[3]高PF全電壓可變負載BCM單級APFC反激變換器環(huán)路設(shè)計[J]. 林杰輝,潘永雄,蘇成悅,孫安全. 廣東工業(yè)大學學報. 2016(03)
[4]無損升壓APFC電路研究與設(shè)計[J]. 惠晶,符海軍. 電力電子技術(shù). 2016(05)
[5]推挽DC/DC變換電路中高頻變壓器的設(shè)計[J]. 王忠軍,黃同越,張?zhí)m紅. 電源世界. 2014(10)
[6]SiC MOSFET與Si MOSFET在開關(guān)電源中功率損耗的對比分析[J]. 曹洪奎,陳之勃,孟麗囡. 遼寧工業(yè)大學學報(自然科學版). 2014(02)
[7]基于NCP1654的高功率因數(shù)電源的設(shè)計[J]. 汪定華. 通信電源技術(shù). 2012(03)
[8]無橋Boost PFC在UPS中的應用研究[J]. 李賀龍,俞雁飛,陳小龍. 電源世界. 2011(12)
[9]基于“PFC+LLC+CV、CC”拓撲結(jié)構(gòu)的HB-LED驅(qū)動電源設(shè)計[J]. 李姿景,李文方,陳嘉義,李海霞. 現(xiàn)代顯示. 2011(10)
[10]恒流-恒壓模式控制的鋰電池充電器的設(shè)計[J]. 徐靜萍. 半導體技術(shù). 2011(04)
碩士論文
[1]基于LLC諧振變換器的LED驅(qū)動電源研究[D]. 談勛.湖北工業(yè)大學 2016
[2]半橋LLC諧振式車載充電機電源的研究與設(shè)計[D]. 郭東.哈爾濱理工大學 2016
[3]基于半橋軟開關(guān)AC/DC充電電源的設(shè)計及應用[D]. 萬志群.廈門理工學院 2016
[4]基于移相全橋電路的充電樁實現(xiàn)[D]. 弓聯(lián)朋.西安電子科技大學 2015
[5]純電動汽車車載鋰電池充電機的研究[D]. 劉湘.北京交通大學 2015
[6]雙變壓器不對稱半橋變換器的研究[D]. 張振宇.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[7]1.5kW半橋LLC諧振DC/DC變換器的研究[D]. 閆大鵬.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[8]大功率移相全橋DC/DC模塊電源的數(shù)字控制研究[D]. 梁土福.華南理工大學 2015
[9]基于DSP的三相PFC電路研究[D]. 李勇.西安科技大學 2014
[10]單相3kVA/220V熱后備式UPS研究[D]. 余佳佳.湖北工業(yè)大學 2014
本文編號:3038892
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