發(fā)布時間：2020-11-01 12:31

　　 為了緩解化石能源過度使用帶來的能源安全和環(huán)境污染問題,新能源汽車近年來得到了大力發(fā)展。作為新能源汽車中必不可少的功率變換裝置,雙向DC-DC變換器必須具備高功率密度、高電壓變比、良好的動態(tài)特性等眾多優(yōu)點。本文設(shè)計了一個雙向全橋DC-DC變換器實驗平臺,并對其進行了同步整流、電壓尖峰抑制、軟啟動等多方面的研究和分析。本文首先介紹了現(xiàn)有的雙向DC-DC非隔離型拓?fù)浜透綦x型拓?fù)?分析了目前幾種隔離型拓?fù)涞难芯楷F(xiàn)狀,基于單向的移相全橋電路選定了本文中雙向全橋DC-DC變換器的主電路拓?fù)�。分別基于移相全橋控制和PWM全橋-boost控制分析了變換器正向和反向運行的工作原理,為變換器硬件設(shè)計和閉環(huán)控制實現(xiàn)提供理論依據(jù)。對于變換器的正向模式,分析了同步整流所需的驅(qū)動波形和現(xiàn)有的自驅(qū)動式硬件方案,本文采樣軟件方式實現(xiàn)了同步整流,在沒有增加硬件成本的情況下提升了正向工作效率。對于變換器的反向模式,分析了變換器帶載時出現(xiàn)電壓尖峰的原因,給出了電壓尖峰的具體計算過程,并采用有源鉗位電路對其進行抑制;還分析了反向運行時存在的啟動沖擊問題,采用軟件方式實現(xiàn)了反向軟啟動。之后完成了雙向全橋DC-DC變換器相關(guān)電路的硬件設(shè)計,并在simulink中搭建了仿真模型和雙向閉環(huán)控制器,驗證了硬件參數(shù)設(shè)計的準(zhǔn)確性。參照仿真中的閉環(huán)控制方式,通過編寫TMS320F28377D程序?qū)崿F(xiàn)對變換器的雙向驅(qū)動和閉環(huán)控制。最后搭建了400V/48V 500W實驗平臺,進行實驗得出了相關(guān)波形。變換器正向工作時實現(xiàn)了高壓側(cè)軟開關(guān)和低壓側(cè)同步整流,從而具有較高的工作效率。引入有源鉗位電路后變換器反向工作能夠正常帶載,并且通過軟件方案實現(xiàn)了反向軟啟動。變換器在正向和反向工作中都展現(xiàn)出了較好的動態(tài)帶載能力和較小的穩(wěn)態(tài)電壓紋波,并且具備了平滑的換向能力。
【學(xué)位單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM46
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 課題研究背景和意義
    1.2 雙向DC-DC變換器研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究的主要內(nèi)容
2 雙向全橋DC-DC變換器的工作原理
    2.1 主電路拓?fù)?br>    2.2 正向工作模式
    2.3 反向工作模式
    2.4 本章小結(jié)
3 雙向全橋DC-DC變換器的硬件設(shè)計
    3.1 主電路設(shè)計
    3.2 輔助電路設(shè)計
    3.3 本章小結(jié)
4 仿真分析和基于TMS320F28377D的控制器實現(xiàn)
    4.1 雙向全橋DC-DC變換器的仿真分析
    4.2 基于TMS320F28377D的控制器實現(xiàn)
    4.3 本章小結(jié)
5 實驗分析
    5.1 實驗平臺參數(shù)
    5.2 實驗波形分析
    5.3 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 本文總結(jié)
    6.2 本文展望
致謝
參考文獻
附錄 攻讀碩士學(xué)位期間的科研成果

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本文編號：2865535