發(fā)布時間：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 零電壓開關(guān) 小信號建模

【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,推動新能源的發(fā)展,是當(dāng)今各國研究的主題。因此在汽車工業(yè)領(lǐng)域,大力提倡電動汽車逐漸成為了潮流趨勢,對充電系統(tǒng)要求也越來越高。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)?對開關(guān)管控制策略以及充電控制策略進(jìn)行研究分析,使開關(guān)管實(shí)現(xiàn)ZVS(Zero Voltage Switch),并且設(shè)計出動態(tài)性和穩(wěn)定性能較好的充電控制系統(tǒng)。論文首先簡要闡述了半橋三電平變換器的原理,再分類分析開關(guān)管控制策略。指出根據(jù)軟開關(guān)方式可把變換器分為:ZVS方式和ZVZCS(ZCS,Zero Current Switch)方式,通過對開關(guān)器件類型的選擇,從而本文選擇對ZVS變換器進(jìn)行研究。然后對實(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)上對變換器的開關(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)過程中的相關(guān)問題,并在Simulink平臺上搭建模型,驗(yàn)證該控制方法可以實(shí)現(xiàn)零電壓開關(guān)。然后根據(jù)狀態(tài)空間平均法基本原理對半橋變換器進(jìn)行建模,之后進(jìn)行控制策略研究,根據(jù)電壓單環(huán)控制方法的不足,引出改進(jìn)后控制方法,對其中的電壓雙環(huán)控制器進(jìn)行設(shè)計,再對系統(tǒng)補(bǔ)償前和雙環(huán)控制后的性能進(jìn)行比較分析。經(jīng)過仿真驗(yàn)證,對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,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),通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了軟件設(shè)計正確性,同時可知采用有限雙極性控制實(shí)現(xiàn)了ZVS;且分別對輸出紋波、穩(wěn)壓精度和變換效率進(jìn)行了測試�？芍疚牡难芯颗c設(shè)計達(dá)到了設(shè)計要求。
【關(guān)鍵詞】：直流變換器 充電機(jī) 三電平 零電壓開關(guān) 小信號建模
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：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控制方式的分類分析22-26
• 2.2.1 同一橋臂開關(guān)管同時關(guān)斷22-23
• 2.2.2 同一橋臂開關(guān)管關(guān)斷時間錯開23-26
• 2.3 半橋三電平變換器軟開關(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)過程中相關(guān)問題的研究41-45
• 3.4.1 開關(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51-78
• 4.1 ZVS半橋三電平變換器小信號建模51-61
• 4.1.1 狀態(tài)空間平均法51-55
• 4.1.2 Buck變換器的小信號模型分析55-58
• 4.1.3 ZVS半橋三電平變換器小信號模型分析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)計原理及要求62-63
• 4.2.2 電壓單環(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66-71
• 4.3.1 電流環(huán)控制器的設(shè)計66-68
• 4.3.2 電壓環(huán)控制器的設(shè)計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)果對比分析77
• 4.5 本章小結(jié)77-78
• 第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計與實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析78-93
• 5.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計與實(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79-81
• 5.1.3 AD采樣中斷程序的設(shè)計81-83
• 5.1.4 雙閉環(huán)控制算法的設(shè)計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)】

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本文編號：830006