用于蓄电池充电的三相变换器研究

发布时间：2023-05-06 23:17

　　随着新能源系统的快速发展,作为其中重要的储能环节,蓄电池的应用也越来越广泛,而老式的充电机不仅充电慢、体积庞大,甚至还会对蓄电池造成不可逆性损坏,严重影响蓄电池的使用寿命,所以研究高效率、体积小、智能化充电的开关电源模块变得意义重大。本文针对48V蓄电池组,在三相三线制电网条件下,设计一款最大输出电流100A,输出电压35V-62V的宽范围输出充电电源。电源采用两级式结构:前级采用VIENNA拓扑结构,利用VIENNA电路三电平结构特点,将开关管电压应力降为输出电压的一半,实现整流侧高压输出;后级采用两路半桥LLC电路交错并联的结构级联。LLC电路不需添加辅助网络就能实现零电压开通,可以极大提高开关管的工作频率,减小电源的体积。两级控制均使用TMS320F28035作为控制芯片来实现数字控制,中间使用隔离光耦实现信号传递。论文在详细分析了VIENNA电路及LLC电路的工作原理后,对主电路部分进行了参数设计及器件选型,确定了充电电源的控制方案,VIENNA电路采用SPWM调制,不仅能够实现电路的单位功率因数校正,而且算法简单,易于编程实现;LLC电路采用PFM+PWM的混合控制策略,拓宽...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 蓄电池的分类
    1.3 蓄电池充电的常用方法
    1.4 蓄电池充电电源的研究现状
        1.4.1 蓄电池充电电源的主要种类
        1.4.2 蓄电池充电电源的发展方向
        1.4.3 三相整流拓扑的研究现状
        1.4.4 隔离型DC/DC拓扑的研究现状
    1.5 课题研究内容
第2章 三相充电电源的基本工作原理
    2.1 VIENNA电路的分析
        2.1.1 VIENNA电路的工作原理
        2.1.2 VIENNA电路的数学模型
        2.1.3 VIENNA整流器控制策略的分析
    2.2 后级LLC电路的分析
        2.2.1 LLC电路的基本工作原理
        2.2.2 LLC电路的稳态工作模型
        2.2.3 两路LLC交错运行
    2.3 本章小结
第3章 三相充电电源的电路设计
    3.1 前级保护电路、滤波电路及预充电电路设计
    3.2 前级VIENNA电路参数设计
        3.2.1 交流侧电感的设计
        3.2.2 输出电容的设计
        3.2.3 功率器件的选型
        3.2.4 输入电流采样电路设计
        3.2.5 隔离供电电源设计
    3.3 后级半桥LLC电路参数设计
        3.3.1 谐振参数设计
        3.3.2 变压器设计
        3.3.3 谐振电感设计
        3.3.4 主电路器件选型
        3.3.5 采样电路
        3.3.6 前后级协调电路
    3.4 本章小结
第4章 三相充电电源的控制系统设计
    4.1 VIENNA电路的控制系统设计
        4.1.1 电流内环的设计
        4.1.2 电压外环的设计
        4.1.3 三相软件锁相环的设计
        4.1.4 VIENNA电路软启动程序设计
    4.2 LLC电路的控制方案设计
        4.2.1 恒流恒压切换设计
        4.2.2 变频模式与变占空比模式的切换
        4.2.3 LLC电路的软启动设计
    4.3 本章小结
第5章 仿真分析及实验验证
    5.1 仿真分析
        5.1.1 VIENNA电路仿真波形
        5.1.2 单路半桥LLC电路仿真波形
    5.2 实验分析
        5.2.1 VIENNA电路实验分析
        5.2.2 LLC电路实验分析
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢



本文编号：3809788