【摘要】：車載開關(guān)電源作為汽車電源轉(zhuǎn)換裝置,任何工作條件下都需要滿足汽車電子設(shè)備正常工作的要求,如車內(nèi)負(fù)載突變、汽車瞬間啟動(dòng)制動(dòng)、以及電子設(shè)備待機(jī)狀態(tài)下的低功耗運(yùn)行等,這就要求車載電源在輸入電壓寬范圍內(nèi)變化時(shí)仍可正常、可靠運(yùn)行。車載電源可靠運(yùn)行不僅能夠保證車輛內(nèi)電子設(shè)備的正常運(yùn)作,同時(shí)也減小了由于設(shè)備損壞給電源廠家?guī)?lái)的維修工作量,因此研究寬范圍輸入開關(guān)電源變換器及控制具有重要意義。本文針對(duì)車載電源24V輸入電壓波動(dòng)范圍較寬,單級(jí)變換器實(shí)現(xiàn)占空比較大、溫升嚴(yán)重等問(wèn)題,設(shè)計(jì)了一款18V-72V輸入兩級(jí)式開關(guān)變換器,實(shí)現(xiàn)了在寬電壓輸入范圍下的輸出電壓的穩(wěn)定。前級(jí)采用BOOST變換器,將輸入電壓由18V-72V轉(zhuǎn)換為57V-72V,實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入電壓范圍的縮小,使后級(jí)電路工作在最佳工作狀態(tài);針對(duì)寬范圍輸入使變換器占空比范圍增大,采用間歇工作方式,輸入范圍在18V-57V時(shí)前級(jí)工作在升壓狀態(tài),輸入范圍在57V-72V時(shí)前級(jí)處于“休眠”狀態(tài),大大減小了前級(jí)升壓應(yīng)力;針對(duì)輸入電壓擾動(dòng)對(duì)系統(tǒng)的影響,采用單周期控制方法,有效提高系統(tǒng)抗干擾能力。后級(jí)采用推挽雙正激拓?fù)?將57V-72V電壓降壓至24V,實(shí)現(xiàn)了后級(jí)穩(wěn)定輸出;采用峰值電流雙環(huán)控制,提高了系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)速度,實(shí)現(xiàn)了逐周期限流功能。針對(duì)變壓器漏感對(duì)電路的影響,采用原、副邊多股線并饒的方式,設(shè)計(jì)1:1隔離變壓器,極大降低了漏感,優(yōu)化了電路設(shè)計(jì)。前級(jí)采用IR1155s控制芯片,后級(jí)采用UC3846控制芯片,減小了電源體積,節(jié)約了成本。針對(duì)輔助電源產(chǎn)生額外損耗這一問(wèn)題,采用后級(jí)MOS管的尖峰箝位功率作為輔助電源的供電設(shè)計(jì),并結(jié)合輸出整流二極管箝位功率與輔助電源協(xié)同為兩級(jí)拓?fù)鋬?nèi)部器件供電,提高了電能利用率,避免了不必要的損耗。針對(duì)車載電源電磁兼容問(wèn)題,分析了設(shè)計(jì)中干擾源產(chǎn)生電磁干擾與輻射的原因,給出了相應(yīng)的抑制辦法,使設(shè)計(jì)達(dá)到工程效果。搭建了直流電源實(shí)驗(yàn)樣機(jī),采用先逐級(jí)再整體的調(diào)試方法,給出了詳細(xì)的參數(shù)計(jì)算過(guò)程。利用SABER軟件進(jìn)行仿真輔助,完善了主電路與控制電路的設(shè)計(jì),完成了對(duì)樣機(jī)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析,驗(yàn)證了前文原理設(shè)計(jì)的正確性與可行性。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN86
【圖文】：

提出該公司針對(duì)這一問(wèn)題的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：《整車電氣測(cè)試規(guī)范》。期，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織為了能夠?qū)④囕d設(shè)備的干擾問(wèn)兼容技術(shù)提出了一定要求，制定了 ISO-7637《道路車擾》標(biāo)準(zhǔn)，從而對(duì)車載電子設(shè)備電磁干擾問(wèn)題有了生產(chǎn)公司表示認(rèn)可這項(xiàng)準(zhǔn)則，并且沿用至今；國(guó)內(nèi)電磁干擾這一問(wèn)題也發(fā)布了一項(xiàng)準(zhǔn)則。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為和鍋合引起的電磁騷擾》[15-17]。電力電子技術(shù)得到蓬勃發(fā)展，各類變換器拓?fù)鋺?yīng)用芯片集成度與功能都得到了很大的提升同時(shí)成本與功源系統(tǒng)介紹備供電系統(tǒng)其主要可分為兩部分：發(fā)單機(jī)與蓄電池、打火電系統(tǒng)、中控系統(tǒng)、底盤電系統(tǒng)[18]，如圖 1-

入電壓受功率波動(dòng)影響不穩(wěn)這一問(wèn)題，設(shè)計(jì)一款18V-72V輸入，24V輸出的寬范圍輸入直流穩(wěn)壓電源。針對(duì)單級(jí)變換器在寬范圍輸入中占空比變化范圍大、發(fā)熱嚴(yán)重等問(wèn)題，本設(shè)計(jì)采用兩級(jí)式結(jié)構(gòu)，拓?fù)湓砣鐖D1-2所示�；诔杀炯皩�(shí)用性考慮，采用模擬芯片進(jìn)行邏輯控制設(shè)計(jì)。現(xiàn)以后級(jí)工作狀態(tài)最優(yōu)化及效率最大化設(shè)計(jì)，前級(jí)采用BOOST電路，將18V-57V整體升壓至57V，采用單周期控制芯片IR1155s；后級(jí)采用推挽雙正激拓?fù)洌瑢?7V-72V降壓至24V穩(wěn)定輸出，采用電流型芯片UC3846；本設(shè)有獨(dú)立反激輔助電源，為前級(jí)后級(jí)的芯片、圖騰柱、風(fēng)扇以及繼電器供電。為了減小損耗

章 基于單周期控制的 BOOST 變換器兩級(jí)式變換器一般有兩種方法：一種是先降壓后升壓；用先降壓后升壓方式，將輸入電壓統(tǒng)一降低，再由后級(jí)升BUCK 電路，本設(shè)計(jì)電源參數(shù)輸入電壓 18V-72V，輸出 2至到一定范圍，以 24V 為例，再由后級(jí)穩(wěn)壓輸出，輸入直工作在低壓大電流狀態(tài)，板子溫升與器件應(yīng)力較大，會(huì)增加成本，違背初衷。采用先升壓后降壓這一方案， 拓?fù)洌瑢㈦妷荷烈欢ǜ叨�，再利用后�?jí)降壓，相應(yīng)電流會(huì)太大。T 工作原理電路如圖 2-1 所示。

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本文編號(hào)：2767005