20kW电动汽车充电模块的设计
发布时间：2021-08-11 15:59
随着全球经济的发展,全球能源消耗巨大,随之而来的环境问题也愈加严重,电动汽车是当前新型的节能环保的交通工具,近几年得到国家的大力扶持。电动汽车的发展离不开配套充电设施的完善,设计高效率、高功率密度、安全可靠、通用性强的充电模块是当前的研究热点。本文选择VIENNA拓扑功率因数校正（Power Factor Correction,PFC）电路加LLC全桥谐振变换器的两级拓扑结构,满足电网对接入电网设备功率因数的要求的同时,输出电压范围覆盖200V-750V,满足充电模块对通用性的要求。VIENNA整流模块为三电平的拓扑结构,以及LLC全桥谐振变换器采用的交错并联拓扑结构,能够减轻开关管的电压应力,有利于开关管的选择。LLC软开关的应用减少了 DC-DC变换器的开关损耗,使得可以进一步提升变换器的工作频率,提高充电模块的整体功率密度。首先,本文分别介绍了整流模块和DC-DC模块的拓扑选择,通过分析电动汽车充电模块的设计要求,选择了 VIENNA整流器加LLC全桥谐振变换器的两级拓扑结构。比较VIENNA整流器基于自然坐标系下的不同控制策略,结合工程实际,最终选择载波移相的电流取绝对值的基于...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
一三相不可控整流电路
为了改善拓展ＰＷＭ整流器在高压范围的应用，日本长冈科技大学的Ｎａｂａｅ在??１９８１年在ＩＥＥＥ工业应用年会上提出了一种新型整流拓扑，即中点箝位式（Ｎｅｕｔｒａｌ??Ｐ〇ｉｎｔＣｌａｍｐｅｄ，ＮＰＣ）三电平整流器［９］，如图１－６中所示，此举开创了多电平整流器??的新阶段。这种拓扑结构的直流输出侧由两个电容串联，和两电平ＰＷＭ整流器相??同，该电容的作用为电压支撑以及滤除高次谐波的作用。中点箝位式三电平整流器??的每相桥臂包括四个开关管和两个二极管，和两电平ＰＷＭ整流器相比，新增加的??二极管和开关管可以使交流电压箝位在直流电压中点，这样每相就可以得到??０和三个电平，因此具有相对出色的性能：１）每相可以得到三??种电平，交流侧阶梯波阶数增多，波形更接近正弦波，因此谐波含量也更少。在满??足相同的谐波指标时，可以使用更低的开关频率，减少开关损耗。同时电压从一个??电平跳到另一个电平
不同于传统的中点箝位式三电平整流器，１９９４年，苏黎世联邦理工学院的??Ｊ．Ｗ．Ｋｏｌａｒ教授提出了一种三相三电平整流拓扑结构，即ＶＩＥＮＮＡ整流器，其基本??拓扑结构如图１－７所示間。＾????ｉ［Ｄ１?ｉ［Ｄ３?ｉｉＤ５??。?Ｃ，?＋?Ｅ／２??４?，?＆丨?Ｉ??Ｑ?Ａ????Ｕａ?４?Ｓｂ?Ｉ??ｎ?－〇－ｒ＾??，???〇?ｒｌ??Ｕｂ?Ｋ?ｃ?＾?Ｔ??ｑ?ｐｎｎ〇???Ｚ???Ｕｃ??Ｃ２?丰?Ｅ／２??ａ?Ｄ２?ａ?Ｄ４?ｉ［Ｄ６?＋??图１－７三相三电平ＶＩＥＮＮＡ整流拓扑??Ｆｉｇ．?１－７?Ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ?ｔｈｒｅｅ－ｌｅｖｅｌ?ＶＩＥＮＮＡ?ｒｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｔｏｐｏｌｏｇｙ??根据交流开关的实现形式不同，ＶＩＥＮＮＡ整流器主要的几种结构如图１－８所??７Ｊｎ?〇??８??
【参考文献】：
期刊论文
[1]世界冰川消融与海平面上升[J]. 莫杰,彭娜娜. 科学. 2018(05)
[2]基于移相补偿的全桥LLC谐振变换器交错并联技术[J]. 赵清林,刘会峰,袁精,崔高峰. 电工技术学报. 2018(12)
[3]双载波移相调制的三相整流关键技术研究[J]. 王亮,张东来,王毅,孙宝奎. 电气传动. 2017(03)
[4]新能源电动汽车充电站发展趋势探讨[J]. 郝亚惠. 城市建设理论研究(电子版). 2016(21)
[5]适用于宽输出范围的混合控制全桥LLC电路[J]. 杨瞻森,马皓,杜建华. 电源学报. 2017(01)
[6]三电平SVPWM与CBPWM算法的内在联系研究[J]. 方辉,宋文胜,冯晓云,葛兴来,丁荣军. 电工技术学报. 2014(10)
[7]中国电动汽车发展的可行性分析[J]. 廖超. 经济研究导刊. 2014(30)
[8]带中点电位平衡控制的VIENNA整流器简化SVPWM双闭环控制[J]. 姜海鹏,刘永强. 电机与控制学报. 2014(02)
[9]单周期控制的三相三电平VIENNA整流器输出中点电位分析及控制方法研究[J]. 韦徵,陈新,樊轶,龚春英. 中国电机工程学报. 2013(15)
[10]基于SVPWM的Vienna整流器矢量控制策略的研究[J]. 张豪,侯圣语. 华北电力大学学报(自然科学版). 2012(05)
博士论文
[1]电网受干扰时VIENNA整流器同步与控制方法的研究[D]. 刘森森.浙江大学 2012
[2]高功率因数VIENNA整流器控制策略的研究[D]. 张东升.哈尔滨工业大学 2009
[3]PWM整流器及其控制策略的研究[D]. 张兴.合肥工业大学 2003
硕士论文
[1]基于混合调制的宽输出范围的全桥三电平LLC谐振变换器[D]. 毕兆岩.燕山大学 2018
[2]三相三线制三电平维也纳整流器的研究与设计[D]. 腾云亮.合肥工业大学 2017
[3]6kW电动汽车充电桩三相整流模块研究与设计[D]. 齐如军.华南理工大学 2016
[4]VIENNA整流器双斜坡比较SPWM控制研究[D]. 童兆平.哈尔滨工业大学 2015
[5]电动汽车车载充电器设计[D]. 赵东.北京交通大学 2015
[6]基于移相全桥ZVS变换器的电动汽车直流充电电源设计[D]. 朱杰.武汉理工大学 2014
[7]混合控制全桥LLC谐振变换器的优化设计[D]. 潘志杰.南京航空航天大学 2013
[8]15kW移相全桥ZVS充电机的研制[D]. 陈宏.西南交通大学 2012
[9]LLC串联谐振全桥DC/DC变换器的研究[D]. 宫力.华中科技大学 2006
本文编号：3336455
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
一三相不可控整流电路
为了改善拓展ＰＷＭ整流器在高压范围的应用，日本长冈科技大学的Ｎａｂａｅ在??１９８１年在ＩＥＥＥ工业应用年会上提出了一种新型整流拓扑，即中点箝位式（Ｎｅｕｔｒａｌ??Ｐ〇ｉｎｔＣｌａｍｐｅｄ，ＮＰＣ）三电平整流器［９］，如图１－６中所示，此举开创了多电平整流器??的新阶段。这种拓扑结构的直流输出侧由两个电容串联，和两电平ＰＷＭ整流器相??同，该电容的作用为电压支撑以及滤除高次谐波的作用。中点箝位式三电平整流器??的每相桥臂包括四个开关管和两个二极管，和两电平ＰＷＭ整流器相比，新增加的??二极管和开关管可以使交流电压箝位在直流电压中点，这样每相就可以得到??０和三个电平，因此具有相对出色的性能：１）每相可以得到三??种电平，交流侧阶梯波阶数增多，波形更接近正弦波，因此谐波含量也更少。在满??足相同的谐波指标时，可以使用更低的开关频率，减少开关损耗。同时电压从一个??电平跳到另一个电平
不同于传统的中点箝位式三电平整流器，１９９４年，苏黎世联邦理工学院的??Ｊ．Ｗ．Ｋｏｌａｒ教授提出了一种三相三电平整流拓扑结构，即ＶＩＥＮＮＡ整流器，其基本??拓扑结构如图１－７所示間。＾????ｉ［Ｄ１?ｉ［Ｄ３?ｉｉＤ５??。?Ｃ，?＋?Ｅ／２??４?，?＆丨?Ｉ??Ｑ?Ａ????Ｕａ?４?Ｓｂ?Ｉ??ｎ?－〇－ｒ＾??，???〇?ｒｌ??Ｕｂ?Ｋ?ｃ?＾?Ｔ??ｑ?ｐｎｎ〇???Ｚ???Ｕｃ??Ｃ２?丰?Ｅ／２??ａ?Ｄ２?ａ?Ｄ４?ｉ［Ｄ６?＋??图１－７三相三电平ＶＩＥＮＮＡ整流拓扑??Ｆｉｇ．?１－７?Ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ?ｔｈｒｅｅ－ｌｅｖｅｌ?ＶＩＥＮＮＡ?ｒｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｔｏｐｏｌｏｇｙ??根据交流开关的实现形式不同，ＶＩＥＮＮＡ整流器主要的几种结构如图１－８所??７Ｊｎ?〇??８??
【参考文献】：
期刊论文
[1]世界冰川消融与海平面上升[J]. 莫杰,彭娜娜. 科学. 2018(05)
[2]基于移相补偿的全桥LLC谐振变换器交错并联技术[J]. 赵清林,刘会峰,袁精,崔高峰. 电工技术学报. 2018(12)
[3]双载波移相调制的三相整流关键技术研究[J]. 王亮,张东来,王毅,孙宝奎. 电气传动. 2017(03)
[4]新能源电动汽车充电站发展趋势探讨[J]. 郝亚惠. 城市建设理论研究(电子版). 2016(21)
[5]适用于宽输出范围的混合控制全桥LLC电路[J]. 杨瞻森,马皓,杜建华. 电源学报. 2017(01)
[6]三电平SVPWM与CBPWM算法的内在联系研究[J]. 方辉,宋文胜,冯晓云,葛兴来,丁荣军. 电工技术学报. 2014(10)
[7]中国电动汽车发展的可行性分析[J]. 廖超. 经济研究导刊. 2014(30)
[8]带中点电位平衡控制的VIENNA整流器简化SVPWM双闭环控制[J]. 姜海鹏,刘永强. 电机与控制学报. 2014(02)
[9]单周期控制的三相三电平VIENNA整流器输出中点电位分析及控制方法研究[J]. 韦徵,陈新,樊轶,龚春英. 中国电机工程学报. 2013(15)
[10]基于SVPWM的Vienna整流器矢量控制策略的研究[J]. 张豪,侯圣语. 华北电力大学学报(自然科学版). 2012(05)
博士论文
[1]电网受干扰时VIENNA整流器同步与控制方法的研究[D]. 刘森森.浙江大学 2012
[2]高功率因数VIENNA整流器控制策略的研究[D]. 张东升.哈尔滨工业大学 2009
[3]PWM整流器及其控制策略的研究[D]. 张兴.合肥工业大学 2003
硕士论文
[1]基于混合调制的宽输出范围的全桥三电平LLC谐振变换器[D]. 毕兆岩.燕山大学 2018
[2]三相三线制三电平维也纳整流器的研究与设计[D]. 腾云亮.合肥工业大学 2017
[3]6kW电动汽车充电桩三相整流模块研究与设计[D]. 齐如军.华南理工大学 2016
[4]VIENNA整流器双斜坡比较SPWM控制研究[D]. 童兆平.哈尔滨工业大学 2015
[5]电动汽车车载充电器设计[D]. 赵东.北京交通大学 2015
[6]基于移相全桥ZVS变换器的电动汽车直流充电电源设计[D]. 朱杰.武汉理工大学 2014
[7]混合控制全桥LLC谐振变换器的优化设计[D]. 潘志杰.南京航空航天大学 2013
[8]15kW移相全桥ZVS充电机的研制[D]. 陈宏.西南交通大学 2012
[9]LLC串联谐振全桥DC/DC变换器的研究[D]. 宫力.华中科技大学 2006
本文编号：3336455
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