应用SiC MOSFET的无线充电系统效率优化研究
发布时间：2021-12-28 10:24
无线电能传输（Wireless Power Transfer,WPT）技术,同传统的直插式充电技术相比,其不需要实体导线的连接,通过电磁场等物理场的耦合,便可以实现从一次侧到二次侧的供电。目前已经有很多关于WPT系统的效率研究成果,但是主要是关注于在无线充电过程之中的瞬时效率,在整个充电过程之中的整体效率研究还不足够充分。WPT系统效率提升的一个方面,便是宽禁带半导体材料器件在系统之中的应用。但是,伴随着SiC MOSEFT在大功率电力电子变换器之中应用的普及,其高开关速度所产生的高电压、电流变化率,所导致的电压、电流尖峰和开关震荡以及电磁干扰（EMI）问题,也变得不可忽视。本文的主要内容包括:完成了一套应用SiC材料器件的无线充电系统的硬件设计;针对电压、电流尖峰和开关震荡等问题进行了分析与抑制;结合SiC MOSFET器件性质,参考已有驱动方案,设计出了一种基于集成电路芯片的SiC MOSFET驱动电路。对此无线充电系统所应用的LCC-S补偿网络的理论传输效率以及系统之中的各部分硬件损耗进行了详细的定量分析;并以此为基础,引入了前人所提出的时间权重平均效率（Time Weighte...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
全桥逆变电路主电路PCB利用ANSYSQ3D软件对该PCB的寄生参数进行提取，此次我们的重点
在ANSYSQ3D之中的PCB仿真模型
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-24-铁芯损耗PL1_coreloss为：1L_corelossiACtfePkfBW(2-27)下面进行一次侧和二次侧线圈的设计，在系统参数的优化过程当中线圈系数不参与优化为固定值。设计过程参考文献[50]，应用于MCR-WPT的平面螺旋线圈的尺寸示意图如图2-8所示：a)单匝平面螺旋线圈示意图b)多匝平面螺旋线圈示意图图2-8平面螺旋线圈示意图[50]其中Ra为线圈内半径，h为导线匝间距，n为线圈匝数，a为导线半径，Rb为线圈外半径，D为线圈外径。线圈外半径Rb以及线圈外径D不是独立的参数，可由参数Ra、h、n、a表示：baa12()(41)2RRnhDRanh(2-28)一次侧和二次侧之间间距为d，应用Neumann互感公式，可以求得互感M：22221a2a12220a12002221a2a1a2a12()()()()cos()2222(,,,)4()()2()()cos()2222nnhhhhRRMnRhdddhhhhRRRRd(2-29)而线圈自感有如式（2-35）：一段长为l、导线磁导率为μ的长直导线的内自感为："8lL(2-30)第k匝线圈的内自感为：202aaa2(1)()()()822kikhhLkRd(2-31)
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种新型SiC MOSFET驱动电路[J]. 方跃财,崔文韬,舒露,张军明. 电子技术. 2018(04)
[2]桥式电路中不同封装SiC MOSFET串扰问题分析及低栅极关断阻抗的驱动电路[J]. 梁美,李艳,郑琼林,赵红雁. 电工技术学报. 2017(18)
[3]我国新能源汽车产业发展现状、挑战与展望分析[J]. 邓国开. 汽车实用技术. 2017(07)
[4]电动汽车动态无线充电关键技术研究进展[J]. 朱春波,姜金海,宋凯,张千帆. 电力系统自动化. 2017(02)
[5]用于精确预测SiC MOSFET开关特性的分析模型[J]. 梁美,郑琼林,李艳,巴腾飞. 电工技术学报. 2017(01)
[6]一种采用级联型多电平技术的IPT系统谐波消除与功率调节方法[J]. 李勇,麦瑞坤,陆立文,何正友. 中国电机工程学报. 2015(20)
[7]无线充电系统损耗分析及磁体结构优化[J]. 陈德清,王丽芳,廖承林,郭彦杰,李芳. 电工技术学报. 2015(S1)
[8]谐振耦合无线传能高速列车系统最大传输效率的研究[J]. 张献,苏杭,杨庆新,张欣,李连鹤,苏尹. 电工技术学报. 2015(S1)
[9]寄生参数对SiC MOSFET开关特性的影响[J]. 范春丽,余成龙,龙觉敏,赵朝会. 上海电机学院学报. 2015(04)
[10]无线电能传输技术的研究现状与应用[J]. 范兴明,莫小勇,张鑫. 中国电机工程学报. 2015(10)
硕士论文
[1]SiC功率器件特性及其在Buck变换器中的应用研究[D]. 赵斌.南京航空航天大学 2014
本文编号：3553892
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
全桥逆变电路主电路PCB利用ANSYSQ3D软件对该PCB的寄生参数进行提取，此次我们的重点
在ANSYSQ3D之中的PCB仿真模型
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-24-铁芯损耗PL1_coreloss为：1L_corelossiACtfePkfBW(2-27)下面进行一次侧和二次侧线圈的设计，在系统参数的优化过程当中线圈系数不参与优化为固定值。设计过程参考文献[50]，应用于MCR-WPT的平面螺旋线圈的尺寸示意图如图2-8所示：a)单匝平面螺旋线圈示意图b)多匝平面螺旋线圈示意图图2-8平面螺旋线圈示意图[50]其中Ra为线圈内半径，h为导线匝间距，n为线圈匝数，a为导线半径，Rb为线圈外半径，D为线圈外径。线圈外半径Rb以及线圈外径D不是独立的参数，可由参数Ra、h、n、a表示：baa12()(41)2RRnhDRanh(2-28)一次侧和二次侧之间间距为d，应用Neumann互感公式，可以求得互感M：22221a2a12220a12002221a2a1a2a12()()()()cos()2222(,,,)4()()2()()cos()2222nnhhhhRRMnRhdddhhhhRRRRd(2-29)而线圈自感有如式（2-35）：一段长为l、导线磁导率为μ的长直导线的内自感为："8lL(2-30)第k匝线圈的内自感为：202aaa2(1)()()()822kikhhLkRd(2-31)
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种新型SiC MOSFET驱动电路[J]. 方跃财,崔文韬,舒露,张军明. 电子技术. 2018(04)
[2]桥式电路中不同封装SiC MOSFET串扰问题分析及低栅极关断阻抗的驱动电路[J]. 梁美,李艳,郑琼林,赵红雁. 电工技术学报. 2017(18)
[3]我国新能源汽车产业发展现状、挑战与展望分析[J]. 邓国开. 汽车实用技术. 2017(07)
[4]电动汽车动态无线充电关键技术研究进展[J]. 朱春波,姜金海,宋凯,张千帆. 电力系统自动化. 2017(02)
[5]用于精确预测SiC MOSFET开关特性的分析模型[J]. 梁美,郑琼林,李艳,巴腾飞. 电工技术学报. 2017(01)
[6]一种采用级联型多电平技术的IPT系统谐波消除与功率调节方法[J]. 李勇,麦瑞坤,陆立文,何正友. 中国电机工程学报. 2015(20)
[7]无线充电系统损耗分析及磁体结构优化[J]. 陈德清,王丽芳,廖承林,郭彦杰,李芳. 电工技术学报. 2015(S1)
[8]谐振耦合无线传能高速列车系统最大传输效率的研究[J]. 张献,苏杭,杨庆新,张欣,李连鹤,苏尹. 电工技术学报. 2015(S1)
[9]寄生参数对SiC MOSFET开关特性的影响[J]. 范春丽,余成龙,龙觉敏,赵朝会. 上海电机学院学报. 2015(04)
[10]无线电能传输技术的研究现状与应用[J]. 范兴明,莫小勇,张鑫. 中国电机工程学报. 2015(10)
硕士论文
[1]SiC功率器件特性及其在Buck变换器中的应用研究[D]. 赵斌.南京航空航天大学 2014
本文编号：3553892
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3553892.html
