基于单级AC/DC谐振拓扑的蓄电池快速充电技术

发布时间：2021-04-13 04:23

　　本文分析了蓄电池的应用范围、蓄电池充电技术的发展状况以及蓄电池充电电源的研究现状，得出了具有高效率和高功率密度充电电源的优越性。课题采用双级拓扑，前级为单级式AC/DC谐振拓扑，提高电源效率；后级采用双向DC/DC变换器采用正负脉冲快速充电方式，可以更好地提高蓄电池可接受充电电流曲线。为了使电路既能提高功率因数又能提高效率降低开关损耗，在研究了Boost单周期变换器和普通LLC谐振变换器原理与仿真的基础上，分析了两种单级AC/DC谐振拓扑。两种拓扑的区别是功率因数校正部分电感的个数。本文采用的拓扑将可实现功率因数校正的Boost电路和半桥LLC谐振电路合成单级拓扑，两个boost电感工作在电流断续状态，输入电流为交错并联方式。采用变频控制实现两个功率开关管的软开关，降低了开关管的损耗，提高了系统效率。此电路的基波分析方法和闭环控制方法与普通的LLC谐振电路相同。针对后级电路介绍了六种非隔离型的双向DC/DC拓扑，最终选择了双向Buck/Boost变换器。对所选用的拓扑进行了工作原理分析和充放电回路的数学模型建立，并对闭环控制器进行了设计。通过对实验平台的设计与搭建，分别对AC/DC谐振... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：85 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 快速充电技术的发展状况
    1.3 充电电源的发展状况
    1.4 论文研究的主要内容
第2章 双级式具有功率因数校正作用的谐振变换器
    2.1 引言
    2.2 功率因数校正电路
    2.3 LLC谐振变换器
        2.3.1 谐振变换器拓扑之间的比较
        2.3.2 LLC谐振变换器工作过程
        2.3.3 基于FHA分析法的建模
    2.4 仿真验证
        2.4.1 单周期控制的功率因数校正仿真
        2.4.2 LLC谐振变换器仿真
    2.5 本章小结
第3章 单级AC/DC谐振变换器
    3.1 引言
    3.2 双电感形式单级变换器
        3.2.1 模态分析
        3.2.2 输入电感计算
        3.2.3 仿真验证
    3.3 单电感形式单级变换器
        3.3.1 工作模态分析
        3.3.2 仿真验证
    3.4 闭环控制方式
    3.5 本章小结
第4章 快速充电环节
    4.1 引言
    4.2 拓扑选择
    4.3 向Buck/Boost变换器的工作原理
    4.4 充放电回路的数学模型介绍
    4.5 闭环调节器的设计
        4.5.1 动态结构图
        4.5.2 电流调节器的设计
    4.6 仿真结果
    4.7 本章小结
第5章 蓄电池充电系统整机设计与实验
    5.1 引言
    5.2 系统的硬件构成
    5.3 系统选型部分
        5.3.1 变压器设计
        5.3.2 LLC参数
        5.3.3 后级电感设计
        5.3.4 前级开关管选型
        5.3.5 后级开关管选型
        5.3.6 变压器副边整流二极管
        5.3.7 输入PFC电感串联二极管
    5.4 系统实验部分
        5.4.1 前级实验
        5.4.2 实验中电流检测方法
        5.4.3 后级实验
    5.5 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
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]全桥LLC谐振变换器的混合式控制策略[J]. 李菊,阮新波.  电工技术学报. 2013(04)
[2]基于SG1525的PFM-PWM控制谐振DC/DC变换器[J]. 邓翔,李臣松,龚春英.  电力电子技术. 2012(03)
[3]正负脉冲式电动汽车快速充电站的研究[J]. 罗书克,张元敏.  电气自动化. 2011(04)
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硕士论文
[1]基于半桥谐振带APFC的通信整流器的设计与研究[D]. 周强.上海交通大学 2009
[2]车载智能快速充电机的设计与研究[D]. 陈一平.天津大学 2008
[3]LLC谐振半桥DC-DC变换器的研究[D]. 余昌斌.重庆大学 2007



本文编号：3134609