【摘要】：當今社會環(huán)境污染日趨嚴重,能源供應(yīng)日趨緊張,溫室效應(yīng)的危害也日趨顯現(xiàn)。為解決這些與人類生活息息相關(guān)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(shù)等因素的限制,導(dǎo)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(shù)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(shè)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(shè)計了一款應(yīng)用于電動汽車充電站的多諧振拓撲數(shù)字開關(guān)電源,并對設(shè)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。現(xiàn)在開關(guān)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(guān)技術(shù)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(shè)計中舍棄了傳統(tǒng)的正激拓撲和反激拓撲等硬開關(guān)拓撲。針對移相全橋軟開關(guān)拓撲存在的副邊占空比丟失、軟開關(guān)喪失和可靠性差等問題進行了拓撲優(yōu)化后,設(shè)計采用了多諧振零壓軟開關(guān)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(shè)計難度。接著在基于零壓軟開關(guān)多諧振拓撲的基礎(chǔ)上,設(shè)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(luò)參數(shù),并進行了驗證,以保證其符合軟開關(guān)工作條件。其次,基于DSP芯片TMS320F2808,設(shè)計了相應(yīng)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(shè)計。最后,本文進行了電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計和實物制作。在PCB的設(shè)計中采用了主功率電路的“U”型回路設(shè)計,其結(jié)構(gòu)設(shè)計采用了經(jīng)典的隧道式風冷結(jié)構(gòu)。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(yù)期的設(shè)計期望。此設(shè)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(yīng)用,其系統(tǒng)運行穩(wěn)定,各方面性能良好。
【圖文】：

開關(guān)電源通常由工頻整流和高頻功率變換拓撲兩部分構(gòu)成［３］。整流部分大同小異，高頻拓撲部分是開關(guān)電源的基礎(chǔ)，也是設(shè)計開關(guān)電源最重要的象。逡逑．１常見拓撲簡介逡逑開關(guān)電源經(jīng)過幾十年的發(fā)展，其拓撲也逐漸成型，但從其結(jié)構(gòu)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(yīng)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(yīng)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(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U491.8;TM910.6

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張澧生;;LLC諧振變換器軟開關(guān)邊界理論及最小死區(qū)設(shè)計[J];華東師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2015年06期

2 馮倩;李志忠;陳愛鸞;;大功率電動汽車充電電源并聯(lián)均流技術(shù)的研究[J];通信電源技術(shù);2015年04期

3 李尹泉;尹斌;康亞東;;半橋型LLC變換器穩(wěn)態(tài)建模與參數(shù)設(shè)計[J];電子設(shè)計工程;2014年21期

4 鐘運平;程小華;張勇;程聲烽;;半橋LLC諧振變換器參數(shù)優(yōu)化設(shè)計[J];磁性材料及器件;2014年02期

5 黃智宇;瞿章豪;徐正龍;;基于橋式拓撲的脈沖變壓器隔離驅(qū)動器優(yōu)化設(shè)計[J];電氣傳動;2014年02期

6 黃天誠;劉方霆;柏余;;LLC諧振變換器特性分析及關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計[J];空軍預(yù)警學(xué)院學(xué)報;2013年02期

7 劉文霞;仇國兵;張建華;楊威;;電動汽車快速充電站需求分析與設(shè)備優(yōu)化方法[J];天津大學(xué)學(xué)報;2012年12期

8 尹維春;;基于TMS320F2808 DSP最小系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用[J];電子元器件應(yīng)用;2012年Z1期

9 楊林;石玉;郭海平;周立文;鄭鵬程;;一種高壓LLC變換器的參數(shù)設(shè)計方法[J];磁性材料及器件;2010年06期

10 王萍;;淺談PCB電磁兼容設(shè)計[J];電子質(zhì)量;2010年10期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前8條

1 姜龍飛;諧振電容電壓控制LLC諧振變換器研究[D];西南交通大學(xué);2016年

2 鄒捷;電動汽車移相全橋DC/DC變換器研究[D];北京理工大學(xué);2016年

3 宋志勇;移相全橋大功率高頻開關(guān)電源的研究與設(shè)計[D];湖北工業(yè)大學(xué);2014年

4 華秀潔;電荷型控制LLC諧振變換器研究[D];西南交通大學(xué);2014年

5 王穎;基于LLC諧振拓撲的400V/12V100A直直變換器研制[D];南京航空航天大學(xué);2014年

6 文美娟;全橋LLC諧振變換器研究[D];西安科技大學(xué);2013年

7 黃啟云;基于TMS320F2808的并網(wǎng)雙向逆變器的研究[D];安徽大學(xué);2012年

8 朱立泓;LLC諧振變換器的設(shè)計[D];浙江大學(xué);2006年

，

本文編號：2677909