發(fā)布時間：2017-09-11 15:30

  本文關鍵詞：低速電動車充電機設計

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【摘要】：傳統(tǒng)汽車因其能源消耗與尾氣排放等問題對環(huán)境造成了嚴重影響,隨處可見的霧霾尤其明顯。要想改善環(huán)境,必須要改變能源結(jié)構(gòu),抑制機動車數(shù)量的急劇增長。近年來,隨著低碳經(jīng)濟理念的推行,電動汽車行業(yè)不斷發(fā)展壯大,充電機的研制也變得至關重要。本文結(jié)合充電機的設計指標,根據(jù)鉛酸蓄電池的充電特性,設計制作能實時監(jiān)測電池的充電狀態(tài)并記錄的車載充電機。車載充電機是直接與電網(wǎng)連接的電力電子設備,因此在諧波處理、功率因數(shù)、效率等方面有著較高的要求,選擇合適的拓撲結(jié)構(gòu)與控制方式十分重要。本文在分析現(xiàn)有拓撲與控制原理的基礎上,設計一款3k W的車載充電機,主要完成以下原理設計、制作與調(diào)試工作:根據(jù)充電機的設計要求選取升壓型拓撲結(jié)構(gòu)的功率因數(shù)校正電路作為充電機的前級輸入,并設計了進線端的濾波電路抑制電磁干擾。在PFC整流原理設計的基礎上制作了樣板進行調(diào)試,輸出電壓符合要求且紋波小。后級的降壓電路采用了全橋電路的軟開關模式,以滿足效率要求。本文詳細分析了功率變換回路的參數(shù)計算及器件選取工作,控制回路也有所涉及。中央控制單元采用Philips公司的P89LPC938單片機,設計了電池電壓、電流、溫度采樣電路以實現(xiàn)充電機的智能控制與安全性。實驗中期使用樣板調(diào)試與PSIM仿真結(jié)合的方式驗證了理論的正確性,后期制作了充電樣機得出了實驗結(jié)果。最終通過實驗驗證了理論的可行性,充電結(jié)果滿足功率因數(shù)、紋波、效率等方面的要求。
【關鍵詞】：車載充電機 鉛酸蓄電池 智能化
【學位授予單位】：山東理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U469.72;TM910.6
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 電動汽車的興盛9-10
• 1.2 國內(nèi)外充電設施發(fā)展現(xiàn)狀10
• 1.3 充電機相關技術10-11
• 1.4 電池特性分析11-13
• 1.5 本課題的研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)13-15
• 第二章 充電機功率主回路設計15-26
• 2.1 車載充電機設計要求15
• 2.2 充電機主電路方案15-17
• 2.3 整流環(huán)節(jié)的拓撲選擇17-20
• 2.4 直流變換器拓撲選擇20-25
• 2.4.1 非隔離式直流變換器介紹20-21
• 2.4.2 隔離式直流變換器介紹21-23
• 2.4.3 開關技術選擇23-24
• 2.4.4 斬波控制模式選擇24-25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 第三章 PFC整流電路設計26-45
• 3.1 APFC電流控制技術的選擇26-29
• 3.1.1 峰值電流控制26-27
• 3.1.2 滯環(huán)電流控制27-28
• 3.1.3 平均電流控制28-29
• 3.2 有源PFC的詳細設計29-39
• 3.2.1 兩個環(huán)路的控制分析29-35
• 3.2.2 基于平均電流控制的Boost型APFC電路原理分析35-36
• 3.2.3 整流電路參數(shù)計算36-39
• 3.3 控制電路設計39-43
• 3.3.1 控制原理分析39-40
• 3.3.2 PFC集成控制器40-41
• 3.3.3 控制變量分析41
• 3.3.4 乘法器設置41-43
• 3.4 EMI濾波的設計43-44
• 3.5 本章小結(jié)44-45
• 第四章 降壓電路設計45-61
• 4.1 軟開關方案選擇45
• 4.2 移相全橋ZVS-PWM電路的設計45-51
• 4.2.1 工作原理46-47
• 4.2.2 高頻變壓器的設計47-49
• 4.2.3 開關管的選擇49-50
• 4.2.4 諧振電感的設計50
• 4.2.5 輸出整流濾波50-51
• 4.3 軟開關控制器的設計51-57
• 4.3.1 芯片介紹52-53
• 4.3.2 保護電路53-55
• 4.3.3 振蕩器及死區(qū)時間設置55
• 4.3.4 采樣電路55-57
• 4.3.5 驅(qū)動電路57
• 4.4 驅(qū)動器設計57-60
• 4.4.1 自舉電路58-59
• 4.4.2 H橋驅(qū)動電路59-60
• 4.5 本章小結(jié)60-61
• 第五章 主控電路設計61-67
• 5.1 中央控制單元選取61
• 5.2 MCU外圍電路設計61-64
• 5.2.1 電源電路61-62
• 5.2.2 采樣電路62-64
• 5.3 軟件設計64-66
• 5.4 本章小結(jié)66-67
• 第六章 仿真與實驗分析67-80
• 6.1 仿真實驗67-72
• 6.1.1 APFC仿真實驗及結(jié)果分析67-69
• 6.1.2 降壓仿真實驗及結(jié)果分析69-72
• 6.2 整機調(diào)試72-79
• 6.2.1 APFC樣板調(diào)試72-74
• 6.2.2 整機實驗平臺搭建74-78
• 6.2.3 電流總諧波失真78-79
• 6.3 本章小結(jié)79-80
• 第七章 總結(jié)與展望80-81
• 參考文獻81-83
• 在讀期間公開發(fā)表的論文83-84
• 致謝84

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李云;張小勇;劉福鑫;阮新波;;機車車輛充電機用移相全橋ZVS PWM變換器的設計[J];大功率變流技術;2010年02期

2 李志,林磊,鄒云屏;移相全橋DC/DC軟開關變換器的全數(shù)字化實現(xiàn)[J];船電技術;2004年01期

3 張鷹;;艇用逆變弧焊電源的研制[J];船電技術;2009年05期

4 高曉峰;汪偉;石媛;;雙向DC-DC變換器軟開關技術研究[J];船電技術;2011年05期

5 周海波;;淺談《電力電子技術》教學[J];長江工程職業(yè)技術學院學報;2007年03期

6 路侃,張之梁,陳乾宏;應用在固態(tài)發(fā)射機上的高性能特種開關電源[J];電訊技術;2004年04期

7 曹保國,么正才;移相PWM控制全橋開關電源[J];電測與儀表;2001年07期

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本文編號：831548