發(fā)布時間：2020-05-23 20:30

【摘要】：當今社會環(huán)境污染日趨嚴重,能源供應日趨緊張,溫室效應的危害也日趨顯現(xiàn)。為解決這些與人類生活息息相關的問題,政府耗費了大量的人力物力。許多城市的重污染、高耗能企業(yè)搬遷甚至停工,各大城市也相繼出臺了私家車限行令等,這些都顯示著當今國家低碳節(jié)能、提高能效等要求的迫切性。隨著生活水平迅速提高,汽車數(shù)量迅速增加。減少汽車的能源消耗和對環(huán)境的污染,已經(jīng)成為一個迫在眉睫的事情。電能必將會成為國家大力發(fā)展的清潔能源之一。用電動汽車替代燃油車是減少環(huán)境污染的一個重要途徑,也將會是現(xiàn)代社會發(fā)展的一個重要趨勢。長期以來,電動汽車由于電池技術等因素的限制,導致其續(xù)航里程較短,充電時間過長,無法滿足現(xiàn)代社會人們高效的生活需求。近幾年美國的特斯拉汽車公司以其優(yōu)秀的電池管理系統(tǒng)技術將電動汽車的續(xù)航里程提高到了 500公里以上,而且高效的換電模式也解決了電動汽車充電時間長的問題,因此電動汽車必將迎來一個快速的繁榮時期。電動汽車充電電源是電動汽車的“供血站”,因此電動汽車充電電源的數(shù)量也將迅速增加,其對能源的損耗也必然急劇增大。因此設計一款高效的電動汽車充電電源,對國家現(xiàn)階段的節(jié)能減排,防治污染有著重大的意義�；谝陨锨闆r,本論文設計了一款應用于電動汽車充電站的多諧振拓撲數(shù)字開關電源,并對設計的電源提出了高工作效率,高穩(wěn)定性和高功率密度等要求�，F(xiàn)在開關電源所使用的拓撲眾多,考慮到負載的用電安全、不共地、減少相互干擾等因素,舍棄了 Buck和Boost等非隔離拓撲。軟開關技術不僅可以較大的提升電源的工作效率,而且減少了對外界的電磁干擾,因此在此設計中舍棄了傳統(tǒng)的正激拓撲和反激拓撲等硬開關拓撲。針對移相全橋軟開關拓撲存在的副邊占空比丟失、軟開關喪失和可靠性差等問題進行了拓撲優(yōu)化后,設計采用了多諧振零壓軟開關拓撲。本文首先對多諧振拓撲的工作過程和DC特性曲線進行了詳細的分析,其電流自限,偏磁糾正和副邊整流二極管零流截至等優(yōu)點,提高了電源的整機效率和可靠性,大大減弱了電磁兼容的設計難度。接著在基于零壓軟開關多諧振拓撲的基礎上,設計了一款輸出電壓400-500VDC可調(diào),最大輸出電流20A的多諧振拓撲網(wǎng)絡參數(shù),并進行了驗證,以保證其符合軟開關工作條件。其次,基于DSP芯片TMS320F2808,設計了相應的主控電路。為了形成一個完整的電源系統(tǒng),本文還對輸入輸出保護電路,延時啟動電路和輔助電源等外圍的輔助電路進行了詳細的原理圖和參數(shù)設計。最后,本文進行了電源系統(tǒng)的結構設計和實物制作。在PCB的設計中采用了主功率電路的“U”型回路設計,其結構設計采用了經(jīng)典的隧道式風冷結構。這樣既減少了電路對外界的干擾也使電源具有良好的散熱效果,提高了其功率密度。經(jīng)過實際測試,電源達到了預期的設計期望。此設計的電源模塊已經(jīng)在臨沂等多地電動汽車充換電場站中實際的應用,其系統(tǒng)運行穩(wěn)定,各方面性能良好。
【圖文】：

開關電源通常由工頻整流和高頻功率變換拓撲兩部分構成［３］。整流部分大同小異，高頻拓撲部分是開關電源的基礎，也是設計開關電源最重要的象。逡逑．１常見拓撲簡介逡逑開關電源經(jīng)過幾十年的發(fā)展，其拓撲也逐漸成型，但從其結構上可以大拓撲分為兩大類：非隔離型拓撲和隔離型拓撲。逡逑．１．１非隔離型拓撲逡逑Ｂｕｃｋ降壓拓撲（圖２－丨）和Ｂｏｏｓｔ升壓電路（圖２－２）是非隔離拓撲的表。在無需隔離的電路中，這兩種非隔離的穩(wěn)壓拓撲以其相對穩(wěn)定的ＰＷＭ方式，有著較多的應用，如ＰＦＣ電路等。逡逑Ｌ邐逡逑

拓撲分為兩大類：非隔離型拓撲和隔離型拓撲。逡逑２．１．１非隔離型拓撲逡逑Ｂｕｃｋ降壓拓撲（圖２－丨）和Ｂｏｏｓｔ升壓電路（圖２－２）是非隔離拓撲的典型逡逑代表。在無需隔離的電路中，這兩種非隔離的穩(wěn)壓拓撲以其相對穩(wěn)定的ＰＷＭ控逡逑制方式，有著較多的應用，如ＰＦＣ電路等。逡逑Ｌ邐逡逑邐邋１ＪＴＴ邐邐逡逑Ｉ邋ｖ７邋Ｉ逡逑Ｉ逡逑Ｓ邋Ｖ逡逑Ｖｉ＾邐邐邐邐邐邋Ｖ（＾－逡逑圖２－１邋ＢＵＣＫ拓撲示意圖逡逑Ｌ邐逡逑Ｄ逡逑ＪＥｓ邐二ｃ逡逑Ｖｉｊ－邐｛｜邐？邋ｔ邋Ｖｑ－逡逑圖２－２邋ＢＯＯＳＴ拓撲示意圖逡逑７逡逑
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U491.8;TM910.6

【參考文獻】

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本文編號：2677909