DC/DC充电机功率损耗分析及电路设计
发布时间：2021-12-22 06:11
随着石油资源的日益枯竭与全球气候的恶化,人们开始探索绿色清洁能源。电能作为一种清洁能源逐渐被大家所重视。在这种大环境下,全球各国加大对电动汽车行业的投入。据不完全统计,我国目前拥有新能源汽车约12万辆,累计已建成充电桩3万个,充电桩规模远远达不到使用需求。未来5年,其产业规模可达到1000多亿,具有非常良好的市场前景。发展电动汽车,充电系统是非常重要的环节。充电系统都是由多个充电模块并联而成,与充电电池直接相连的充电部分主要是DC/DC变换器。DC/DC变换器是将一种直流电变换另一种直流电。随着对DC/DC变换器技术的研究,DC/DC变换器呈现出高频化、软开关、多电平、高功率密度的发展趋势。本文在分析常见的DC/DC变换器的工作原理和损耗的基础上,提出了一种基于非移相控制方式下的ZVS（零电压开关）半桥三电平DC/DC变换器的设计方法。采用了软开关技术,研制了一台7.5KW的汽车充电机模块。本论文首先对电力电子变换器中的功率开关管和整流二极管建立PSPICE模型,并从理论上推导出功率开关管开通和关断过程中的损耗公式。其次,在建立的开关管损耗模型的基础上,通过分析常见的DC/DC变换器的...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题背景与意义
1.2 电动汽车充电机研究现状
1.2.1 电动汽车充电机发展状况
1.2.2 软开关技术
1.3 本文的主要研究内容
第二章 MOSFET损耗模型的研究
2.1 引言
2.2 MOSFET及续流二极管开关暂态过程分析和功率损耗研究
2.2.1 二极管关断暂态过程及损耗
2.2.2 MOSFET开通暂态过程及损耗
2.2.3 MOSFET关断暂态过程及损耗
2.3 基于Pspice仿真模型建立与实验分析
2.3.1 Pspice静态参数建模
2.3.2 基于Pspice的动态参数建模
2.4 本章小结
第三章 常见DC/DC变换器功率损耗分析
3.1 引言
3.2 BOOST电路功率损耗分析
3.2.1 BOOST开关变换器拓扑分析
3.2.2 BOOST变换器连续工作时损耗分析
3.2.3 BOOST变换器在断续模式下功率损耗分析
3.3 BUCK变换器功率损耗分析
3.3.1 BUCK在连续工作模式下的损耗分析
3.3.2 BUCK变换器在断续模式下功率损耗分析
3.4 半桥DC/DC变换器功率损耗研究
3.4.1 半桥变换器拓扑工作原理
3.4.2 半桥DC/DC变换器变压器设计及其损耗分析
3.4.3 半桥DC/DC变换器功率损耗来源
3.4.4 整流电路的研究与损耗分析
3.5 本章小结
第四章 充电机电路设计及功率损耗分析
4.1 引言
4.2 ZVS半桥三电平DC/DC变换器工作原理
4.2.1 半桥三电平变换器的PWM控制方式
4.2.2 ZVS 半桥三电平变换器的状态切换方式
4.2.3 ZVS半桥三电平变换器工作模态分析
4.3 ZVS半桥三电平变换器损耗分析
4.3.1 ZVS半桥三电平变换器软开关的实现条件
4.3.2 ZVS半桥三电平变换器损耗分析
4.4 主电路设计与功率损耗分析
4.4.1 变压器的设计与损耗计算
4.4.2 功率开关管选型与开关损耗分析
4.4.3 输出LC滤波电路设计及其电感损耗
4.4.4 输出滤波电容设计
4.4.5 开关管并联电容设计
4.4.6 串联谐振电感设计及其损耗分析
4.4.7 隔直电容设计
4.5 本章小结
第五章 实验结果与分析
5.1 实验平台搭建
5.2 实验结果分析
5.2.1 PWM控制方式
5.2.2 主电路实验数据分析
5.3 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 工作展望
致谢
参考文献
攻硕期间取得的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]电动汽车能源供给设施建设现状与发展探讨[J]. 陈良亮,张浩,倪峰,朱金大. 电力系统自动化. 2011(14)
[2]电动汽车在我国的发展现状及其研究[J]. 章超. 科技创新导报. 2011(20)
[3]低碳经济与电动汽车发展:趋势与对策[J]. 辛华. 开放导报. 2009(05)
[4]饱和电感及其在开关电源中的应用[J]. 李金鹏,尹华杰,侯聪玲. 电源技术应用. 2004(01)
[5]饱和电感及其在开关电源中的应用[J]. 李金鹏,尹华杰,侯聪玲. 电源技术应用. 2004 (01)
[6]采用辅助谐振网络实现零电压开关的移相控制全桥变换器[J]. 阮新波,严仰光. 电工技术学报. 1998(02)
博士论文
[1]经济全球化背景下中国能源安全问题研究[D]. 姜星莉.武汉大学 2010
硕士论文
[1]带箝位二极管的ZVS半桥三电平变换器研究[D]. 鲁玲.西安科技大学 2012
[2]电动汽车充电桩设计研究[D]. 和雅.南昌大学 2012
[3]改进型零电压零电流软开关高频变换器研究[D]. 刘晓东.重庆大学 2008
[4]移相全桥ZVS变换器及其数字控制技术研究[D]. 皮之军.华中科技大学 2006
[5]改进型半桥零电流转换谐振变换器的研究[D]. 邹丽霞.华中科技大学 2004
本文编号：3545901
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题背景与意义
1.2 电动汽车充电机研究现状
1.2.1 电动汽车充电机发展状况
1.2.2 软开关技术
1.3 本文的主要研究内容
第二章 MOSFET损耗模型的研究
2.1 引言
2.2 MOSFET及续流二极管开关暂态过程分析和功率损耗研究
2.2.1 二极管关断暂态过程及损耗
2.2.2 MOSFET开通暂态过程及损耗
2.2.3 MOSFET关断暂态过程及损耗
2.3 基于Pspice仿真模型建立与实验分析
2.3.1 Pspice静态参数建模
2.3.2 基于Pspice的动态参数建模
2.4 本章小结
第三章 常见DC/DC变换器功率损耗分析
3.1 引言
3.2 BOOST电路功率损耗分析
3.2.1 BOOST开关变换器拓扑分析
3.2.2 BOOST变换器连续工作时损耗分析
3.2.3 BOOST变换器在断续模式下功率损耗分析
3.3 BUCK变换器功率损耗分析
3.3.1 BUCK在连续工作模式下的损耗分析
3.3.2 BUCK变换器在断续模式下功率损耗分析
3.4 半桥DC/DC变换器功率损耗研究
3.4.1 半桥变换器拓扑工作原理
3.4.2 半桥DC/DC变换器变压器设计及其损耗分析
3.4.3 半桥DC/DC变换器功率损耗来源
3.4.4 整流电路的研究与损耗分析
3.5 本章小结
第四章 充电机电路设计及功率损耗分析
4.1 引言
4.2 ZVS半桥三电平DC/DC变换器工作原理
4.2.1 半桥三电平变换器的PWM控制方式
4.2.2 ZVS 半桥三电平变换器的状态切换方式
4.2.3 ZVS半桥三电平变换器工作模态分析
4.3 ZVS半桥三电平变换器损耗分析
4.3.1 ZVS半桥三电平变换器软开关的实现条件
4.3.2 ZVS半桥三电平变换器损耗分析
4.4 主电路设计与功率损耗分析
4.4.1 变压器的设计与损耗计算
4.4.2 功率开关管选型与开关损耗分析
4.4.3 输出LC滤波电路设计及其电感损耗
4.4.4 输出滤波电容设计
4.4.5 开关管并联电容设计
4.4.6 串联谐振电感设计及其损耗分析
4.4.7 隔直电容设计
4.5 本章小结
第五章 实验结果与分析
5.1 实验平台搭建
5.2 实验结果分析
5.2.1 PWM控制方式
5.2.2 主电路实验数据分析
5.3 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 工作展望
致谢
参考文献
攻硕期间取得的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]电动汽车能源供给设施建设现状与发展探讨[J]. 陈良亮,张浩,倪峰,朱金大. 电力系统自动化. 2011(14)
[2]电动汽车在我国的发展现状及其研究[J]. 章超. 科技创新导报. 2011(20)
[3]低碳经济与电动汽车发展:趋势与对策[J]. 辛华. 开放导报. 2009(05)
[4]饱和电感及其在开关电源中的应用[J]. 李金鹏,尹华杰,侯聪玲. 电源技术应用. 2004(01)
[5]饱和电感及其在开关电源中的应用[J]. 李金鹏,尹华杰,侯聪玲. 电源技术应用. 2004 (01)
[6]采用辅助谐振网络实现零电压开关的移相控制全桥变换器[J]. 阮新波,严仰光. 电工技术学报. 1998(02)
博士论文
[1]经济全球化背景下中国能源安全问题研究[D]. 姜星莉.武汉大学 2010
硕士论文
[1]带箝位二极管的ZVS半桥三电平变换器研究[D]. 鲁玲.西安科技大学 2012
[2]电动汽车充电桩设计研究[D]. 和雅.南昌大学 2012
[3]改进型零电压零电流软开关高频变换器研究[D]. 刘晓东.重庆大学 2008
[4]移相全桥ZVS变换器及其数字控制技术研究[D]. 皮之军.华中科技大学 2006
[5]改进型半桥零电流转换谐振变换器的研究[D]. 邹丽霞.华中科技大学 2004
本文编号：3545901
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