电动汽车移相全桥DC/DC变换器研究
发布时间：2022-02-10 21:45
DC/DC（直流转直流电源）变换器是电动汽车中不可缺少,具有重要意义的关键部分,通过DC/DC变换器,电动汽车可在高压直流电压体制下实现不同电压等级的输出,满足车辆低压电气部件用电需求。随着DC/DC变换器的不断发展,人们在它的体积方面、效率方面、稳态性能方面等提出了更加严格的要求。本文主要着手于某电动乘用车高压直流电压体制,进行高压转换至低压（336V/13.7V）的DC/DC变换器研究。该变换器采用滞后桥臂串联二极管全桥移相控制拓扑结构,很好地实现了零电压零电流开关（Zero Voltage and Zero Current Switching,ZVZCS）的软开关技术,减小了开关损耗,提高了变换器效率。为了实现该软开关技术,对主电路功率器件、电容、电阻、变压器、电感等元器件进行了参数设计,同时为后续研究提供了理论基础。其次,直接对滞后桥臂串联二极管的零电压零电流变换器进行平均开关建模以获得更加准确的传递函数。平均开关建模法通过将非线性的DC/DC变换器模型转化为小信号交流等效模型,并基于该模型,得到DC/DC变化器的开环传递函数。控制方式采用电压、电流双闭环PI控制,经过开环传递...
【文章来源】：北京理工大学北京市211工程院校985工程院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究的背景及意义
1.2 课题的研究现状
1.2.1 本课题DC/DC变换器结构分析
1.2.2 DC/DC变换器软开关的出现与发展现状
1.2.3 DC/DC变换器在电动汽车中的应用
1.3 本论文主要工作
第2章 移相全桥软开关变换器的拓扑分析
2.1 基本移相全桥软开关变换器拓扑
2.1.1 ZVS移相全桥变换器
2.1.2 ZCS移相全桥变换器
2.1.3 ZVZCS移相全桥变换器
2.2 滞后桥臂串联二极管ZVZCS移相全桥变换器
2.2.1 滞后臂串联二极管的ZVZCS的工作原理
2.2.2 滞后桥臂串联二极管移相全桥变换器实现ZVZCS的条件
2.2.3 滞后臂串联二极管ZVZCS变换器的优势与缺陷
2.3 本章小结
第3章 滞后臂串联二极管的ZVZCS变换器硬件电路设计
3.1 主电路参数设计
3.1.1 高频变压器设计
3.1.2 输出滤波电感设计
3.1.3 滤波电容设计
3.1.4 主开关管的选择
3.1.5 阻断电容电容值确定
3.1.6 输出整流二极管的选择
3.1.7 谐振电感Llk的选择
3.1.8 超前桥臂开关管并联电容的选择
3.1.9 滞后桥臂串联二极管的选择
3.2 驱动电路设计
3.3 隔离电路的设计
3.4 辅助电源电路设计
3.5 小结
第4章 滞后臂串联二极管的ZVZCS变换器控制理论研究
4.1 小信号模型的建立
4.1.1 滞后臂串联二极管的ZVZCS变换器的小信号模型
4.2 反馈电路
4.3 闭环控制与稳定性
4.4 平均电流PI控制策略研究
4.4.1 电流内环PI控制参数整定
4.4.2 电压外环PI控制参数整定
4.5 控制芯片以及外围电路的研究
4.5.1 控制芯片的介绍
4.5.2 UCC3895的外围电路设计
4.6 小结
第5章 电路仿真分析
5.1 仿真模型的搭建
5.1.1 主电路仿真模型搭建
5.1.2 模拟UCC3895的移相PWM产生器搭建
5.1.3 反馈控制的仿真
5.1.4 整体电路的闭环仿真
5.2 仿真结果和分析
5.2.1 主电路主要元件波形
5.2.2 不同负载情况下的软开关实现情况
5.2.3 不同负载条件下的输出稳定性分析
5.3 小结
第6章 实验与分析
6.1 实验中主要测得的波形以及分析
6.2 小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表论文与研究成果清单
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]双闭环反馈控制半桥DC-DC变换器设计[J]. 吴晓光,羊彦. 电子设计工程. 2014(16)
[2]基于UC3875的移相全桥ZVZCS变换器的设计与仿真[J]. 郑雪莉,黎敏. 电源世界. 2012 (12)
[3]平均电流法均流在数字DC/DC电源中的应用[J]. 张亮,陈渊睿. 电源技术. 2012(06)
[4]移相全桥PWM变换器的DCM研究[J]. 陈伟,邹云屏,李芬,王成智. 电力电子技术. 2008(11)
[5]基于电路平均模型的ZVS三电平DC-DC变换器小信号模型[J]. 叶惠,王志强,刘芽芽. 机械与电子. 2008(07)
[6]基于电路平均模型的ZVS移相全桥的小信号与暂态分析[J]. 叶惠,王志强,刘芽芽. 通信电源技术. 2008(03)
[7]磁悬浮系统的双环自适应控制器设计与仿真[J]. 刘恒坤,施小红,常文森. 计算机仿真. 2006(08)
[8]IR2110功率驱动集成芯片应用[J]. 楚斌. 电子工程师. 2004(10)
[9]双向DC/DC变换器的改进相移控制设计[J]. 范海峰,赵川红,徐德鸿. 电力电子技术. 2003(03)
[10]平均电流模式的控制电路设计[J]. 杨汝. 电力电子技术. 2002(04)
硕士论文
[1]大功率高电压开关电源的设计[D]. 孙祥.南京理工大学 2013
[2]80V/60A 1200W恒功率开关电源的设计[D]. 柳宇航.北京交通大学 2013
[3]10000A/15V移相全桥软开关电解电源的研制[D]. 李金芝.北京交通大学 2011
[4]高频开关电源的研究与设计[D]. 杨晓静.武汉理工大学 2011
[5]3kW高功率因数直流电源研究与实现[D]. 崔磊.华中科技大学 2011
[6]大功率开关电源主电路研究[D]. 岳鹏.华南理工大学 2010
[7]移相全桥软开关变换器的研究和设计[D]. 张本庚.郑州大学 2010
[8]滞后臂串联二极管的ZVZCS移相全桥变换器研究[D]. 芮骐骅.合肥工业大学 2010
[9]5kW全桥软开关DC/DC电源[D]. 施贻蒙.浙江大学 2008
[10]基于DSP的移相全桥ZVZCS直流变换器研究[D]. 张小华.哈尔滨理工大学 2008
本文编号：3619581
【文章来源】：北京理工大学北京市211工程院校985工程院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究的背景及意义
1.2 课题的研究现状
1.2.1 本课题DC/DC变换器结构分析
1.2.2 DC/DC变换器软开关的出现与发展现状
1.2.3 DC/DC变换器在电动汽车中的应用
1.3 本论文主要工作
第2章 移相全桥软开关变换器的拓扑分析
2.1 基本移相全桥软开关变换器拓扑
2.1.1 ZVS移相全桥变换器
2.1.2 ZCS移相全桥变换器
2.1.3 ZVZCS移相全桥变换器
2.2 滞后桥臂串联二极管ZVZCS移相全桥变换器
2.2.1 滞后臂串联二极管的ZVZCS的工作原理
2.2.2 滞后桥臂串联二极管移相全桥变换器实现ZVZCS的条件
2.2.3 滞后臂串联二极管ZVZCS变换器的优势与缺陷
2.3 本章小结
第3章 滞后臂串联二极管的ZVZCS变换器硬件电路设计
3.1 主电路参数设计
3.1.1 高频变压器设计
3.1.2 输出滤波电感设计
3.1.3 滤波电容设计
3.1.4 主开关管的选择
3.1.5 阻断电容电容值确定
3.1.6 输出整流二极管的选择
3.1.7 谐振电感Llk的选择
3.1.8 超前桥臂开关管并联电容的选择
3.1.9 滞后桥臂串联二极管的选择
3.2 驱动电路设计
3.3 隔离电路的设计
3.4 辅助电源电路设计
3.5 小结
第4章 滞后臂串联二极管的ZVZCS变换器控制理论研究
4.1 小信号模型的建立
4.1.1 滞后臂串联二极管的ZVZCS变换器的小信号模型
4.2 反馈电路
4.3 闭环控制与稳定性
4.4 平均电流PI控制策略研究
4.4.1 电流内环PI控制参数整定
4.4.2 电压外环PI控制参数整定
4.5 控制芯片以及外围电路的研究
4.5.1 控制芯片的介绍
4.5.2 UCC3895的外围电路设计
4.6 小结
第5章 电路仿真分析
5.1 仿真模型的搭建
5.1.1 主电路仿真模型搭建
5.1.2 模拟UCC3895的移相PWM产生器搭建
5.1.3 反馈控制的仿真
5.1.4 整体电路的闭环仿真
5.2 仿真结果和分析
5.2.1 主电路主要元件波形
5.2.2 不同负载情况下的软开关实现情况
5.2.3 不同负载条件下的输出稳定性分析
5.3 小结
第6章 实验与分析
6.1 实验中主要测得的波形以及分析
6.2 小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表论文与研究成果清单
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]双闭环反馈控制半桥DC-DC变换器设计[J]. 吴晓光,羊彦. 电子设计工程. 2014(16)
[2]基于UC3875的移相全桥ZVZCS变换器的设计与仿真[J]. 郑雪莉,黎敏. 电源世界. 2012 (12)
[3]平均电流法均流在数字DC/DC电源中的应用[J]. 张亮,陈渊睿. 电源技术. 2012(06)
[4]移相全桥PWM变换器的DCM研究[J]. 陈伟,邹云屏,李芬,王成智. 电力电子技术. 2008(11)
[5]基于电路平均模型的ZVS三电平DC-DC变换器小信号模型[J]. 叶惠,王志强,刘芽芽. 机械与电子. 2008(07)
[6]基于电路平均模型的ZVS移相全桥的小信号与暂态分析[J]. 叶惠,王志强,刘芽芽. 通信电源技术. 2008(03)
[7]磁悬浮系统的双环自适应控制器设计与仿真[J]. 刘恒坤,施小红,常文森. 计算机仿真. 2006(08)
[8]IR2110功率驱动集成芯片应用[J]. 楚斌. 电子工程师. 2004(10)
[9]双向DC/DC变换器的改进相移控制设计[J]. 范海峰,赵川红,徐德鸿. 电力电子技术. 2003(03)
[10]平均电流模式的控制电路设计[J]. 杨汝. 电力电子技术. 2002(04)
硕士论文
[1]大功率高电压开关电源的设计[D]. 孙祥.南京理工大学 2013
[2]80V/60A 1200W恒功率开关电源的设计[D]. 柳宇航.北京交通大学 2013
[3]10000A/15V移相全桥软开关电解电源的研制[D]. 李金芝.北京交通大学 2011
[4]高频开关电源的研究与设计[D]. 杨晓静.武汉理工大学 2011
[5]3kW高功率因数直流电源研究与实现[D]. 崔磊.华中科技大学 2011
[6]大功率开关电源主电路研究[D]. 岳鹏.华南理工大学 2010
[7]移相全桥软开关变换器的研究和设计[D]. 张本庚.郑州大学 2010
[8]滞后臂串联二极管的ZVZCS移相全桥变换器研究[D]. 芮骐骅.合肥工业大学 2010
[9]5kW全桥软开关DC/DC电源[D]. 施贻蒙.浙江大学 2008
[10]基于DSP的移相全桥ZVZCS直流变换器研究[D]. 张小华.哈尔滨理工大学 2008
本文编号：3619581
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3619581.html
