非车载充电桩升降压式移相全桥DC/DC系统的设计
发布时间：2021-07-27 11:31
随着科技的不断进步、社会的快速发展,能源危机和环境污染这两个全球性问题也日益凸显,推动电动汽车产业的快速发展已经成为了世界各国的共识。然而,目前电动汽车行业的发展还存在很多问题,如充电技术尚未成熟,充电基础设施尚未完善等,这些问题阻碍了电动汽车的普及,因此大力发展非车载充电桩是推动电动汽车行业发展的有力措施。DC/DC系统作为非车载充电桩中重要的一环,在发展电动汽车产业中起着关键作用。本文以非车载充电桩为研究对象,对其后级DC/DC系统的主电路拓扑、硬件电路、软件及算法进行研究,主要研究内容如下:对非车载充电桩总体方案进行设计,给出后级DC/DC系统主要技术指标,提出了以升降压式移相全桥DC/DC变换器作为直流充电桩后级电力变换系统的设计方案,分析其典型拓扑工作原理,对变换器半周期6种开关模态进行了详细的阐述,并对移相全桥DC/DC变换器的几项关键技术展开讨论,最后对主电路功率器件进行选型与分析。根据非车载充电桩DC/DC系统设计指标及功能要求,对其控制系统以及主要硬件电路进行设计,对充电桩控制系统所需控制芯片进行选型,硬件电路设计主要包括采样电路、驱动电路以及通信电路。同时为保证系统...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电压采集电路
图 3-3 滤波器幅频波形 可知，该巴特沃斯有源二阶低通滤波器可以很好地滤除高。采样电路流采集方法有串电阻采集式和霍尔电流传感器采集式两本较低，但因为存在一定的损耗；后者虽然存在一定的高检测可靠且安全性好，所以应用更为广泛。本设计选用北传感器CHB-200SF作为电流采集模块，其基本参数如表3表 3-2 CHB-200SF 参数型号 CHB-200SF额定电流 / 200测量范围 / 0~ ± 300匝数比 1:2000电源电压/ ±12~18
图 3-4 电流传感器结构图本设计电流采样电路如图 3-5 所示，其工作原理是：电流信号先流过霍尔传感器 CHB-200SF，经过 CHB-200SF 变比变换后，将较大的电流信号转换小的电流信号，再经过传感器副边采样电阻将小电流信号转换为电压信号；由于转换后的电压信号含有高频扰动信号，所以需要对转换后的电压信号滤波处理，本设计使用的是巴特沃斯有源低通滤波器，同样需要注意的是由集的电流可能为负值，所以经过滤波电路的电压信号在传输给控制芯片之得经过电压抬升，将负电压信号转换为控制芯片能接收到正电压信号。假设被测电流为 ，经过霍尔电流传感器变换后传输到副边的电流 2000，再经过传感器副边采样电阻转换为电压信号 = × 。若采集的为正值时，电压信号经过滤波处理传输后直接到控制芯片中；若采集的电流值时，此时还需要将 进行电压抬升得到 = 0.3 + 1.5，然后再输送到控片中。控制芯片接收到小信号之后还需要在内部进行逆转换处理才可得到电路的电流值。
【参考文献】：
期刊论文
[1]充电桩简介及其分类[J]. 智能建筑电气技术. 2017(03)
[2]基于恒流-恒压复合拓扑的感应式充电系统[J]. 韩洪豆,景妍妍,曲小慧,奚康,周科峰. 电源学报. 2019(02)
[3]当前美国电动汽车充电设施的规划方法和实践[J]. 汪晓茜,孙智,黄越. 现代城市研究. 2017(01)
[4]国务院印发《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》[J]. 风能. 2016(12)
[5]半桥式双向DC/DC变换器研究[J]. 王建超,刘胜永,孙家文. 机电信息. 2016(33)
[6]全桥隔离DC/DC变换器的直接功率控制方法[J]. 侯聂,宋文胜,武明义. 电力系统自动化. 2016(17)
[7]我国电动汽车行业发展现状与展望[J]. 郑天骄. 中国新技术新产品. 2016(17)
[8]基于电动汽车技术发展趋势及前景分析[J]. 丁搏. 山东工业技术. 2016(03)
[9]换电模式下电动汽车电池配送网络及其调度算法研究[J]. 王萌,刘凯,牛利勇. 物流技术. 2015(17)
[10]基于全桥LLC谐振变换器的光伏逆变器升压DC/DC变换器设计[J]. 苟欣璞,郭科成,肖学礼. 电子设计工程. 2015(17)
博士论文
[1]电动汽车充换电站网络布局与运营研究[D]. 王萌.北京交通大学 2017
[2]模糊神经网络的性能及其学习算法研究[D]. 何春梅.南京理工大学 2010
硕士论文
[1]大功率移相全桥同步整流电源关键技术的研究[D]. 邓开元.北京交通大学 2017
[2]直流充电桩嵌入式控制系统的设计与实现[D]. 张征.郑州大学 2017
[3]75kW移相全桥ZVS DC/DC变换器的设计[D]. 李顺毅.哈尔滨工业大学 2015
[4]新能源时代的汽车设计[D]. 黄巍.东华大学 2015
[5]移相全桥大功率高频开关电源的研究与设计[D]. 宋志勇.湖北工业大学 2014
[6]基于ARM的纯电动汽车电池管理系统设计[D]. 林芳.西安科技大学 2013
[7]3kW移相全桥软开关充电机的设计与研究[D]. 王敏.大连理工大学 2013
[8]大功率移相全桥开关电源研究与实现[D]. 汪洋.南京理工大学 2013
[9]电动汽车动力电池的充电方法的研究[D]. 李琳.华北电力大学 2013
[10]超级电容器在太阳能电动车上的应用研究[D]. 王鹏.北京交通大学 2012
本文编号：3305699
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电压采集电路
图 3-3 滤波器幅频波形 可知，该巴特沃斯有源二阶低通滤波器可以很好地滤除高。采样电路流采集方法有串电阻采集式和霍尔电流传感器采集式两本较低，但因为存在一定的损耗；后者虽然存在一定的高检测可靠且安全性好，所以应用更为广泛。本设计选用北传感器CHB-200SF作为电流采集模块，其基本参数如表3表 3-2 CHB-200SF 参数型号 CHB-200SF额定电流 / 200测量范围 / 0~ ± 300匝数比 1:2000电源电压/ ±12~18
图 3-4 电流传感器结构图本设计电流采样电路如图 3-5 所示，其工作原理是：电流信号先流过霍尔传感器 CHB-200SF，经过 CHB-200SF 变比变换后，将较大的电流信号转换小的电流信号，再经过传感器副边采样电阻将小电流信号转换为电压信号；由于转换后的电压信号含有高频扰动信号，所以需要对转换后的电压信号滤波处理，本设计使用的是巴特沃斯有源低通滤波器，同样需要注意的是由集的电流可能为负值，所以经过滤波电路的电压信号在传输给控制芯片之得经过电压抬升，将负电压信号转换为控制芯片能接收到正电压信号。假设被测电流为 ，经过霍尔电流传感器变换后传输到副边的电流 2000，再经过传感器副边采样电阻转换为电压信号 = × 。若采集的为正值时，电压信号经过滤波处理传输后直接到控制芯片中；若采集的电流值时，此时还需要将 进行电压抬升得到 = 0.3 + 1.5，然后再输送到控片中。控制芯片接收到小信号之后还需要在内部进行逆转换处理才可得到电路的电流值。
【参考文献】：
期刊论文
[1]充电桩简介及其分类[J]. 智能建筑电气技术. 2017(03)
[2]基于恒流-恒压复合拓扑的感应式充电系统[J]. 韩洪豆,景妍妍,曲小慧,奚康,周科峰. 电源学报. 2019(02)
[3]当前美国电动汽车充电设施的规划方法和实践[J]. 汪晓茜,孙智,黄越. 现代城市研究. 2017(01)
[4]国务院印发《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》[J]. 风能. 2016(12)
[5]半桥式双向DC/DC变换器研究[J]. 王建超,刘胜永,孙家文. 机电信息. 2016(33)
[6]全桥隔离DC/DC变换器的直接功率控制方法[J]. 侯聂,宋文胜,武明义. 电力系统自动化. 2016(17)
[7]我国电动汽车行业发展现状与展望[J]. 郑天骄. 中国新技术新产品. 2016(17)
[8]基于电动汽车技术发展趋势及前景分析[J]. 丁搏. 山东工业技术. 2016(03)
[9]换电模式下电动汽车电池配送网络及其调度算法研究[J]. 王萌,刘凯,牛利勇. 物流技术. 2015(17)
[10]基于全桥LLC谐振变换器的光伏逆变器升压DC/DC变换器设计[J]. 苟欣璞,郭科成,肖学礼. 电子设计工程. 2015(17)
博士论文
[1]电动汽车充换电站网络布局与运营研究[D]. 王萌.北京交通大学 2017
[2]模糊神经网络的性能及其学习算法研究[D]. 何春梅.南京理工大学 2010
硕士论文
[1]大功率移相全桥同步整流电源关键技术的研究[D]. 邓开元.北京交通大学 2017
[2]直流充电桩嵌入式控制系统的设计与实现[D]. 张征.郑州大学 2017
[3]75kW移相全桥ZVS DC/DC变换器的设计[D]. 李顺毅.哈尔滨工业大学 2015
[4]新能源时代的汽车设计[D]. 黄巍.东华大学 2015
[5]移相全桥大功率高频开关电源的研究与设计[D]. 宋志勇.湖北工业大学 2014
[6]基于ARM的纯电动汽车电池管理系统设计[D]. 林芳.西安科技大学 2013
[7]3kW移相全桥软开关充电机的设计与研究[D]. 王敏.大连理工大学 2013
[8]大功率移相全桥开关电源研究与实现[D]. 汪洋.南京理工大学 2013
[9]电动汽车动力电池的充电方法的研究[D]. 李琳.华北电力大学 2013
[10]超级电容器在太阳能电动车上的应用研究[D]. 王鹏.北京交通大学 2012
本文编号：3305699
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