车载充电器辅助电源系统的高效设计

发布时间：2017-08-04 11:16

  本文关键词：车载充电器辅助电源系统的高效设计

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【摘要】：随着能源、环保问题的日益突出,电动汽车作为节能环保汽车,发展空间巨大。目前,限制电动汽车发展的主要问题是其动力电池,要完全用动力电池替代传统的汽油,除了改进动力电池性能外,还要发展完善与之匹配的车载充电器。电动汽车车载充电器包含前级具有功率因数校正功能的AC/DC变换器、后级DC/DC变换器、辅助电源模块以及各自的控制模块等多个功能模块,每个模块所需的电源不尽相同,需要多路电源同时供电才能正常工作。车载充电器各个功能模块所需的稳定的直流电压均由车载充电器辅助电源提供,为此,车载充电器辅助电源系统的高效设计兼具理论研究价值和工程应用价值。针对2KW和3KW两款车载充电器的辅助电源系统,为了兼顾达到体积小、输出稳定和效率高的设计需求,在比较了多种开关电源拓扑之后,选择反激式开关电源作为辅助电源系统的主电路拓扑。考虑到2KW和3KW电动汽车车载充电器辅助电源设计需求的不同,首先对其主电路拓扑中的变压器、RCD电路、输出电容等进行设计,2KW车载充电器辅助电源的控制采用传统的PWM电流型控制策略,且引入自适应多模式控制方式和软开关中的谷值开关模式以减少开关管损耗,旨在简化设计的同时提升系统效率。对于3KW车载充电器辅助电源系统设计,鉴于普通二极管存在整流效率低的缺点,采用同步整流技术降低整流损耗,提升系统效率。最后,论文针对2KW和3KW车载充电器设计的辅助电源系统进行saber仿真测试,验证设计方案的合理有效性；再通过cadence软件进行PCB布板并完成样机制作,通过样机的实验测试证实设计方案的可行性。
【关键词】：电动汽车 车载充电器 辅助电源系统 反激式开关电源 谷值开关模式 多模式控制 同步整流技术
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM910.6;U469.72
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• Abstract9-15
• 第一章 绪论15-21
• 1.1 课题的研究背景及意义15
• 1.2 电源分类及国内外研究现状15-17
• 1.2.1 电源分类15-16
• 1.2.2 开关电源国内外发展现状16-17
• 1.3 开关电源发展趋势17
• 1.4 开关电源若干关键技术17-19
• 1.5 论文主要研究内容19-21
• 第二章 辅助电源设计的理论基础21-34
• 2.1 开关电源基本工作原理21-22
• 2.2 开关电源的常用拓扑22-26
• 2.3 反激式开关电源的控制模式26-28
• 2.3.1 电压控制模式26-27
• 2.3.2 电流控制模式27-28
• 2.4 反激式开关电源的不同工作模式28-33
• 2.5 本章小结33-34
• 第三章 具有多路输出的单端反激式辅助电源设计34-48
• 3.1 辅助电源的设计要求34-35
• 3.2 高频变压器设计35-39
• 3.3 RCD电路设计39-40
• 3.4 确定输出电容40-41
• 3.5 确定功率开关管41
• 3.6 控制电路设计41-44
• 3.7 系统仿真及样机实验44-47
• 3.8 本章小结47-48
• 第四章 具有同步整流的车载充电器辅助电源系统高效设计48-61
• 4.1 3KW车载充电器辅助电源系统的设计需求48
• 4.2 同步整流管选取和驱动方式选择48-52
• 4.2.1 同步整流管选取48-49
• 4.2.2 同步整流驱动方式49-52
• 4.3 3KW车载充电器辅助电源系统主电路设计52-53
• 4.4 3KW车载充电器辅助电源系统控制电路设计53-57
• 4.5 系统仿真证实和样机实验57-60
• 4.6 本章小结60-61
• 第五章 总结61-63
• 5.1 全文总结61-62
• 5.2 展望62-63
• 参考文献63-66
• 攻读硕士学位期间发表的论文及专利成果66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

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本文编号：619246