电动汽车车载充电器设计

发布时间：2017-03-21 08:04

  本文关键词：电动汽车车载充电器设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：电动汽车车载充电器是安装在电动汽车上,将交流电转换为满足要求的直流电,为电动汽车动力电池进行充电的一种控制装置,是插电式电动汽车的必备装置。 本文设计了一种采用AC/DC变换器和DC/DC变换器的两级式电动汽车车载充电器。先将交流市电进行整流,再经过EMI滤波、有源功率因数校正,然后经过DC/DC变换形成满足要求的直流电。前级AC/DC变换器采用单周期控制的BOOST型变换器,用于减小电流谐波,提高设备功率因数;后级DC/DC变换器采用LLC半桥谐振变换器,用于减小开关损耗,提高设备效率与功率密度。从而使充电器实现了高功率因数、高效率的特点。 论文通过Matlab/Simulink工具,对单周期控制的Boost变换器和LLC半桥谐振变换器进行了仿真。通过对前后级变换器各部分功能的分析,确定了电路的参数。 搭建了硬件电路,主要包括前后级变换器的功率主电路、驱动电路、电压检测电路、电流检测电路等：编写了控制程序,主要包括充电控制主程序、后级LLC半桥谐振变换器的驱动程序、AD采样程序等。 对硬件电路进行了实验,实验结果表明：本文设计的电动汽车车载充电器可以对电动汽车蓄电池进行有效充电。
【关键词】：电动汽车载充电器 单周期控制 PWM LLC谐振 开关电源
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM46;U469.72
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-8
• 目录8-11
• 1 引言11-15
• 1.1 选题背景及意义11-12
• 1.2 电动汽车充电器的研究现状12-13
• 1.3 电动汽车车载充电器13
• 1.4 本文的主要研究内容13-15
• 2 电动汽车车载充电器的设计方案15-33
• 2.1 车载充电器的设计要求15-16
• 2.2 车载充电器的功率变换级数16-18
• 2.2.1 单级变换结构17
• 2.2.2 两级变换结构17-18
• 2.3 车载充电器的整体结构18-19
• 2.4 APFC的拓扑结构19-22
• 2.4.1 降压变换器19-20
• 2.4.2 升压变换器20-21
• 2.4.3 降压/升压变换器21-22
• 2.4.4 APFC拓扑结构选择22
• 2.5 DC/DC变换器的拓扑机构22-26
• 2.5.1 推挽变换器22-23
• 2.5.2 半桥变换器23-24
• 2.5.3 全桥变换器24
• 2.5.4 单端反激式变换器24-25
• 2.5.5 DC/DC变换器拓扑结构选择25-26
• 2.6 软开关技术26-31
• 2.6.1 软开关技术26-27
• 2.6.2 软开关技术的工作原理27
• 2.6.3 软开关技术的发展历程27-28
• 2.6.4 软开关技术的分类28-31
• 2.6.5 软开关技术的选择31
• 2.7 本章小结31-33
• 3 AC/DC变换器和DC/DC变换器的仿真设计33-47
• 3.1 AC/DC变换器功率工作原理与仿真33-36
• 3.1.1 AC/DC变换器工作原理33-35
• 3.1.2 AC/DC变换器仿真设计35-36
• 3.2 DC/DC变换器工作原理与仿真36-43
• 3.2.1 DC/DC变换器工作原理37-42
• 3.2.2 DC/DC变换器仿真设计42-43
• 3.3 仿真结果分析43-45
• 3.3.1 单周期控制的Boost变换器仿真结果43-44
• 3.3.2 LLC半桥谐振变换器仿真结果44-45
• 3.4 本章小结45-47
• 4 电动汽车车载充电器的硬件电路设计47-73
• 4.1 前级单周期控制的BOOST变换器电路设计47-55
• 4.1.1 主电路设计47-50
• 4.1.2 驱动电路设计50-55
• 4.2 后级LLC半桥谐振变换器电路设计55-72
• 4.2.1 LLC半桥谐振变换器FHA等效电路55-58
• 4.2.2 LLC半桥谐振变换器FHA等效电路稳态分析58-62
• 4.2.3 功率主电路设计62-66
• 4.2.4 LLC谐振高频变压器设计66-69
• 4.2.5 驱动电路设计69-72
• 4.3 本章小结72-73
• 5 电动汽车车载充电器的控制程序设计73-79
• 5.1 控制器主程序设计73-74
• 5.2 A/D采样子程序设计74-75
• 5.3 PWM输出子程序设计75-78
• 5.3.1 PWM生成原理76
• 5.3.2 PWM输出子程序流程图76-78
• 5.4 本章小结78-79
• 6 调试与实验结果分析79-85
• 6.1 硬件实验79-80
• 6.1.1 实验设备79-80
• 6.1.2 实验内容80
• 6.2 实验结果分析80-83
• 6.2.1 前级AC/DC变换器PWM驱动信号80-81
• 6.2.2 前级AC/DC变换器额定电压输出81-82
• 6.2.3 后级DC/DC变换器PWM驱动信号82
• 6.2.4 额定直流输出82-83
• 6.3 本章小结83-85
• 7 总结与展望85-87
• 7.1 工作总结85
• 7.2 工作展望85-87
• 参考文献87-91
• 学位论文数据集91

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：259284