一种适用于燃料电池的隔离型DC/DC变换器的设计

发布时间：2023-03-29 17:38

　　最近几年来,随着新能源汽车行业的飞速发展,车载电源产品的运用越来越普遍。根据市场调研发现新能源汽车行业因为其特殊的应用环境和负载条件均希望DC/DC变换器(直流转直流变换器)能够在适应输入电压宽范围变化的工作条件下高效、稳定的工作。同时对DC/DC变换器对整个系统的输出电压稳定性、转换效率、重量、体积和材料成本有着非常严格的要求。因此针对适用于输入及输出电压大幅变化且高效节能的DC/DC变换器进行研究是极其重要的。本文基于30 k W燃料电池大巴项目,对宽输入宽输出电压高效隔离型DC/DC变换器进行了详细的研究。本文首先研究燃料电池输出特性,分析燃料电池电源与普通电源的细节要求和设计难点;同时通过市场调研,总结现有产品非隔离及小功率及低压不能满功率输出的不足之处。最终提炼总结出适用于燃料电池供电系统的DC/DC转换器关键技术指标。其次为实现高压隔离采用全桥LLC谐振拓扑,通过理论分析及仿真总结三种不同工作状态优缺点。同时针普通全桥LLC谐振拓扑变频控制在宽范围电压输入时,电路工作频率跃迁较宽且效率低下的问题,提出了定频控制解决方案,并详细阐述了其工作原理。再次为了提高燃料电池的使用寿命...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 本课题的研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文的主要研究内容
第2章 整体电气结构方案分析
    2.1 引言
    2.2 全桥LLC谐振变换器理论分析与参数设计
        2.2.1 全桥LLC谐振电路的工作原理分析
        2.2.2 全桥LLC谐振电路的参数设计
        2.2.3 谐振槽参数的设计方法
    2.3 普通全桥LLC控制方案分析
        2.3.1 变频控制方案损失轻载效率
        2.3.2 大幅度变频控制方案对电路稳定性的影响
    2.4 定频控制方案
    2.5 前级非隔离升压Boost电路
        2.5.1 普通Boost电路
        2.5.2 普通Boost电路仿真分析
        2.5.3 开关频率对电流纹波的影响
        2.5.4 电感量对电流纹波的影响
        2.5.5 多相交错Boost电路解决电感电流纹波
    2.6 本章小结
第3章 系统参数设计
    3.1 引言
    3.2 全桥LLC参数设计
    3.3 多项交错并联Boost电路参数设计
    3.4 全桥LLC浮地驱动电路设计
    3.5 CAN通信接口电路
    3.6 保护电路设计
    3.7 辅助电源设计
        3.7.1 非隔离Buck电路设计
        3.7.2 开环隔离推挽拓扑
    3.8 本章小结
第4章 实测波形与仿真数据对比验证
    4.1 引言
    4.2 全桥LLC谐振变换器电路调试
        4.2.1 全桥LLC谐振变换器仿真分析
        4.2.2 全桥LLC谐振变换器实测波形
    4.3 多相交错Boost电路调试
        4.3.1 多相交错Boost电路仿真分析
        4.3.2 多相交错Boost电路实测波形
    4.4 电源稳定性仿真分析
        4.4.1 六相交错并联boost
        4.4.2 开环的LLC全桥谐振变换器
        4.4.3 两个拓扑的级联
    4.5 电源在整车上的应用试验
    4.6 本章小结
结论
参考文献
附录1 分立元件构成的隔离CAN通信接口电路
附录2 开环推挽同步整流电路
致谢
个人简历



本文编号：3774183