發(fā)布時(shí)間：2017-09-11 09:44

  本文關(guān)鍵詞：ZVS半橋三電平充電機(jī)控制策略研究和實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 直流變換器 充電機(jī) 三電平 零電壓開(kāi)關(guān) 小信號(hào)建模

【摘要】：隨著世界經(jīng)濟(jì)的不斷繁榮,可再生能源的危機(jī)也不斷加劇。而合理利用自然資源,推動(dòng)新能源的發(fā)展,是當(dāng)今各國(guó)研究的主題。因此在汽車(chē)工業(yè)領(lǐng)域,大力提倡電動(dòng)汽車(chē)逐漸成為了潮流趨勢(shì),對(duì)充電系統(tǒng)要求也越來(lái)越高。其中直流變換器又是充電系統(tǒng)中重要構(gòu)成部分,對(duì)其研究具有非常重要的意義。本文基于半橋三電平變換器拓?fù)?對(duì)開(kāi)關(guān)管控制策略以及充電控制策略進(jìn)行研究分析,使開(kāi)關(guān)管實(shí)現(xiàn)ZVS(Zero Voltage Switch),并且設(shè)計(jì)出動(dòng)態(tài)性和穩(wěn)定性能較好的充電控制系統(tǒng)。論文首先簡(jiǎn)要闡述了半橋三電平變換器的原理,再分類(lèi)分析開(kāi)關(guān)管控制策略。指出根據(jù)軟開(kāi)關(guān)方式可把變換器分為:ZVS方式和ZVZCS(ZCS,Zero Current Switch)方式,通過(guò)對(duì)開(kāi)關(guān)器件類(lèi)型的選擇,從而本文選擇對(duì)ZVS變換器進(jìn)行研究。然后對(duì)實(shí)現(xiàn)ZVS的兩種常用控制方法進(jìn)行比較分析,最終采用有限雙極性控制方法進(jìn)行實(shí)現(xiàn),并在此控制方式的基礎(chǔ)上對(duì)變換器的開(kāi)關(guān)模態(tài)進(jìn)行分析,理論驗(yàn)證其可以實(shí)現(xiàn)ZVS。研究了實(shí)現(xiàn)過(guò)程中的相關(guān)問(wèn)題,并在Simulink平臺(tái)上搭建模型,驗(yàn)證該控制方法可以實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)關(guān)。然后根據(jù)狀態(tài)空間平均法基本原理對(duì)半橋變換器進(jìn)行建模,之后進(jìn)行控制策略研究,根據(jù)電壓?jiǎn)苇h(huán)控制方法的不足,引出改進(jìn)后控制方法,對(duì)其中的電壓雙環(huán)控制器進(jìn)行設(shè)計(jì),再對(duì)系統(tǒng)補(bǔ)償前和雙環(huán)控制后的性能進(jìn)行比較分析。經(jīng)過(guò)仿真驗(yàn)證,對(duì)比分析了這兩種控制策略的特點(diǎn)。最后進(jìn)行系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì),將其運(yùn)用到半橋三電平變換器樣機(jī)中進(jìn)行實(shí)驗(yàn),通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了軟件設(shè)計(jì)正確性,同時(shí)可知采用有限雙極性控制實(shí)現(xiàn)了ZVS;且分別對(duì)輸出紋波、穩(wěn)壓精度和變換效率進(jìn)行了測(cè)試�？芍疚牡难芯颗c設(shè)計(jì)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。
【關(guān)鍵詞】：直流變換器 充電機(jī) 三電平 零電壓開(kāi)關(guān) 小信號(hào)建模
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TM46;TM910.6
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 直流變換器的發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的概述13-14
• 1.2.3 半橋變換器控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 本文設(shè)計(jì)指標(biāo)16
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容16-18
• 第二章 半橋三電平變換器的基本控制原理18-29
• 2.1 半橋三電平變換器的控制策略18-22
• 2.1.1 半橋三電平變換器基本原理18-19
• 2.1.2 基本PWM控制策略19-20
• 2.1.3 半橋三電平變換器的控制策略20-22
• 2.2 PWM控制方式的分類(lèi)分析22-26
• 2.2.1 同一橋臂開(kāi)關(guān)管同時(shí)關(guān)斷22-23
• 2.2.2 同一橋臂開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)間錯(cuò)開(kāi)23-26
• 2.3 半橋三電平變換器軟開(kāi)關(guān)方式的選擇26-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第三章 ZVS變換器開(kāi)關(guān)管控制策略的研究及相關(guān)分析29-51
• 3.1 ZVS半橋三電平變換器的控制方式29-30
• 3.1.1 超前管實(shí)現(xiàn)ZVS的控制方式29-30
• 3.1.2 滯后管實(shí)現(xiàn)ZVS的控制方式30
• 3.2 基于ZVS變換器的有限雙極性控制方式30-33
• 3.2.1 有限雙極性與移相控制方式的比較31-32
• 3.2.2 有限雙極性方式中死區(qū)時(shí)間的分析32-33
• 3.3 基于有限雙極性控制方式ZVS變換器模態(tài)分析33-41
• 3.4 ZVS實(shí)現(xiàn)過(guò)程中相關(guān)問(wèn)題的研究41-45
• 3.4.1 開(kāi)關(guān)管ZVS實(shí)現(xiàn)的條件41-42
• 3.4.2 副邊占空比丟失42-45
• 3.5 基于ZVS半橋三電平變換器系統(tǒng)仿真45-50
• 3.5.1 系統(tǒng)主電路的MATLAB仿真模型45-46
• 3.5.2 系統(tǒng)主電路的MATLAB仿真波形46-50
• 3.6 本章小結(jié)50-51
• 第四章 半橋變換器的建模與充電控制策略的設(shè)計(jì)51-78
• 4.1 ZVS半橋三電平變換器小信號(hào)建模51-61
• 4.1.1 狀態(tài)空間平均法51-55
• 4.1.2 Buck變換器的小信號(hào)模型分析55-58
• 4.1.3 ZVS半橋三電平變換器小信號(hào)模型分析58-61
• 4.2 系統(tǒng)充電控制策略的研究61-66
• 4.2.1 控制器設(shè)計(jì)原理及要求62-63
• 4.2.2 電壓?jiǎn)苇h(huán)控制策略63-64
• 4.2.3 改進(jìn)后的控制策略64-66
• 4.3 雙環(huán)控制系統(tǒng)中控制器的設(shè)計(jì)66-71
• 4.3.1 電流環(huán)控制器的設(shè)計(jì)66-68
• 4.3.2 電壓環(huán)控制器的設(shè)計(jì)68-70
• 4.3.3 性能比較分析70-71
• 4.4 仿真實(shí)驗(yàn)71-77
• 4.4.1 單環(huán)控制策略的仿真實(shí)驗(yàn)72-74
• 4.4.2 雙環(huán)控制策略的仿真實(shí)驗(yàn)74-77
• 4.4.3 兩種控制策略仿真結(jié)果對(duì)比分析77
• 4.5 本章小結(jié)77-78
• 第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析78-93
• 5.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)78-86
• 5.1.1 系統(tǒng)軟件總體框架78-79
• 5.1.2 PWM控制策略程序的設(shè)計(jì)79-81
• 5.1.3 AD采樣中斷程序的設(shè)計(jì)81-83
• 5.1.4 雙閉環(huán)控制算法的設(shè)計(jì)83-86
• 5.2 系統(tǒng)樣機(jī)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果86-92
• 5.2.1 系統(tǒng)樣機(jī)及實(shí)驗(yàn)平臺(tái)86-87
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析87-92
• 5.3 本章小結(jié)92-93
• 第六章 總結(jié)與展望93-95
• 6.1 工作總結(jié)93-94
• 6.2 展望94-95
• 致謝95-96
• 參考文獻(xiàn)96-98
• 攻碩期間取得的研究成果98-99

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 畢超;肖飛;謝楨;陳明;;DC-DC開(kāi)關(guān)電源的建模與控制設(shè)計(jì)[J];電源技術(shù);2014年02期

2 王歸新;徐春雷;張紅;劉行文;游文娟;;半橋三電平變換器的移相控制[J];電氣傳動(dòng)自動(dòng)化;2014年01期

3 吳志力;;電動(dòng)汽車(chē)充電技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J];浙江電力;2012年08期

4 蓋國(guó)權(quán);田立欣;徐征宇;王文麗;;軟開(kāi)關(guān)半橋DC/DC變換器的PWM控制策略分析[J];通信電源技術(shù);2011年05期

5 周華敏;徐波;張前;王陶;;一種半橋三電平ZVS PWMDC/DC變換器的研究[J];電力電子技術(shù);2010年08期

6 王蕾;;基于PID控制系統(tǒng)的控制率設(shè)計(jì)與分析[J];山西電子技術(shù);2010年01期

7 謝小高;張軍明;蔡擁軍;錢(qián)照明;;半橋變流器的軟開(kāi)關(guān)控制策略研究[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2006年03期

8 陳清泉,孫立清;電動(dòng)汽車(chē)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J];科技導(dǎo)報(bào);2005年04期

9 阮新波，，嚴(yán)仰光;采用輔助諧振網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)關(guān)的移相控制全橋變換器[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);1998年02期

10 鄧聽(tīng)聰;高頻開(kāi)關(guān)整流器的進(jìn)展[J];通信電源技術(shù);1997年02期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

1 王敏;3kW移相全橋軟開(kāi)關(guān)充電機(jī)的設(shè)計(jì)與研究[D];大連理工大學(xué);2013年

2 陳宏;15kW移相全橋ZVS充電機(jī)的研制[D];西南交通大學(xué);2012年

3 姚文賢;電動(dòng)汽車(chē)大功率智能充電器的若干關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];蘇州大學(xué);2010年

4 王曉佳;基于DSP的移相全橋ZVS變換器的研究[D];華中科技大學(xué);2009年

5 顏紅;極端負(fù)載條件下輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)組合變換器系統(tǒng)控制策略的研究[D];南京航空航天大學(xué);2009年

6 劉曉東;改進(jìn)型零電壓零電流軟開(kāi)關(guān)高頻變換器研究[D];重慶大學(xué);2008年

7 鄒麗霞;改進(jìn)型半橋零電流轉(zhuǎn)換諧振變換器的研究[D];華中科技大學(xué);2004年

本文編號(hào)：830006