本文關鍵詞：LLC諧振式充電機研究及數(shù)字化實現(xiàn)

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【摘要】：近些年來,電子技術得到了飛速的發(fā)展并廣泛應用到了電力行業(yè)的各個領域,給電力行業(yè)的發(fā)展帶來諸多好處。隨著電力電子行業(yè)的發(fā)展,同時對電子儀器和設備等的要求也越來越高。不論是性能方面還是功能方面都應該更加安全可靠,更加完備,而且體積上也應該朝著更小型輕便的方向發(fā)展,所以這就要求我們采用軟開關來滿足這些要求。目前軟開關電源已經(jīng)得到很好的發(fā)展和長足的進步,它的優(yōu)點有很多,很大程度減小了電力電子裝置占用的空間和重量,推動了高新技術產品的小型化、輕便化發(fā)展。諧振型開關變換器的軟開關電路工作方式很有效的解決了傳統(tǒng)硬開關存在的效率低的問題,得到了廣大研究學者的關注和青睞。尤其是現(xiàn)在備受關注的LLC諧振變換器,它具有的良好的電壓調節(jié)特性和開關管的零電壓開通、整流管的零電流關斷的特性,決定了其在電源系統(tǒng)中的廣泛應用前景。它具有符合電源發(fā)展方向的拓撲結構,目前對其進行優(yōu)化已成為大家爭相研究的課題。對LLC諧振變換器的研究就顯得具有重要的意義。LLC諧振變換器的拓撲結構符合電源的發(fā)展方向,具有良好的電壓特性,能在負載范圍內實現(xiàn)驅動MOSFET管的ZVS(零電壓開通)和副邊整流二極管的ZCS(零電流關斷)。本文主要內容是LLC諧振變換器在智能充電機中的應用以及數(shù)字化實現(xiàn)。傳統(tǒng)的充電技術常用的是恒流充電、恒壓充電、以及限壓限流充電等充電方式。智能充電技術便應運而生,提高了充電質量,有利于延長電池的壽命。本文將LLC諧振變換器應用到了充電技術中,LLC諧振式充電機節(jié)約了電能和充電時間,大大提高了充電效率和充電質量,延長了蓄電池的壽命。本文首先對LLC諧振變換器的工作原理進行了分析和探討,然后通過基頻分量法進行建模,給出了LLC諧振變換器的基頻等效模型。分析了各LLC參數(shù)對諧振變換器的增益的影響,給出了LLC諧振變換器的參數(shù)設計流程方案。在此基礎上PSIM9.0環(huán)境下進行了仿真,驗證了在不同負荷情況下采用電壓閉環(huán)和電流閉環(huán)系統(tǒng)控制性能,在穩(wěn)態(tài)和動態(tài)控制性能方面均取得了較好的效果,證明了LLC諧振變換器控制算法的正確性。在充分仿真的基礎上,設計和制作了電池電壓60V、輸出電流30V、功率為2000W的LLC諧振變換式車載充電機,采用STM32F302CB-ARM單片機作為控制芯片,實現(xiàn)了LLC充電機的數(shù)字化調節(jié)及控制,解決了LLC變換器系統(tǒng)增益隨負荷變化的問題,取得了較好的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)性能,明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的固定參數(shù)硬件調節(jié)器的控制性能。實驗結果表明在不同負荷情況下其控制性能和控制精度均滿足了設計要求。
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM46

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