非車載充電樁升降壓式移相全橋DC/DC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2021-07-27 11:31
隨著科技的不斷進(jìn)步、社會(huì)的快速發(fā)展,能源危機(jī)和環(huán)境污染這兩個(gè)全球性問(wèn)題也日益凸顯,推動(dòng)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展已經(jīng)成為了世界各國(guó)的共識(shí)。然而,目前電動(dòng)汽車行業(yè)的發(fā)展還存在很多問(wèn)題,如充電技術(shù)尚未成熟,充電基礎(chǔ)設(shè)施尚未完善等,這些問(wèn)題阻礙了電動(dòng)汽車的普及,因此大力發(fā)展非車載充電樁是推動(dòng)電動(dòng)汽車行業(yè)發(fā)展的有力措施。DC/DC系統(tǒng)作為非車載充電樁中重要的一環(huán),在發(fā)展電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)中起著關(guān)鍵作用。本文以非車載充電樁為研究對(duì)象,對(duì)其后級(jí)DC/DC系統(tǒng)的主電路拓?fù)、硬件電路、軟件及算法進(jìn)行研究,主要研究?jī)?nèi)容如下:對(duì)非車載充電樁總體方案進(jìn)行設(shè)計(jì),給出后級(jí)DC/DC系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo),提出了以升降壓式移相全橋DC/DC變換器作為直流充電樁后級(jí)電力變換系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案,分析其典型拓?fù)涔ぷ髟?對(duì)變換器半周期6種開(kāi)關(guān)模態(tài)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述,并對(duì)移相全橋DC/DC變換器的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)展開(kāi)討論,最后對(duì)主電路功率器件進(jìn)行選型與分析。根據(jù)非車載充電樁DC/DC系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)及功能要求,對(duì)其控制系統(tǒng)以及主要硬件電路進(jìn)行設(shè)計(jì),對(duì)充電樁控制系統(tǒng)所需控制芯片進(jìn)行選型,硬件電路設(shè)計(jì)主要包括采樣電路、驅(qū)動(dòng)電路以及通信電路。同時(shí)為保證系統(tǒng)...
【文章來(lái)源】:武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:95 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
電壓采集電路
圖 3-3 濾波器幅頻波形 可知,該巴特沃斯有源二階低通濾波器可以很好地濾除高。采樣電路流采集方法有串電阻采集式和霍爾電流傳感器采集式兩本較低,但因?yàn)榇嬖谝欢ǖ膿p耗;后者雖然存在一定的高檢測(cè)可靠且安全性好,所以應(yīng)用更為廣泛。本設(shè)計(jì)選用北傳感器CHB-200SF作為電流采集模塊,其基本參數(shù)如表3表 3-2 CHB-200SF 參數(shù)型號(hào) CHB-200SF額定電流 / 200測(cè)量范圍 / 0~ ± 300匝數(shù)比 1:2000電源電壓/ ±12~18
圖 3-4 電流傳感器結(jié)構(gòu)圖本設(shè)計(jì)電流采樣電路如圖 3-5 所示,其工作原理是:電流信號(hào)先流過(guò)霍爾傳感器 CHB-200SF,經(jīng)過(guò) CHB-200SF 變比變換后,將較大的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換小的電流信號(hào),再經(jīng)過(guò)傳感器副邊采樣電阻將小電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào);由于轉(zhuǎn)換后的電壓信號(hào)含有高頻擾動(dòng)信號(hào),所以需要對(duì)轉(zhuǎn)換后的電壓信號(hào)濾波處理,本設(shè)計(jì)使用的是巴特沃斯有源低通濾波器,同樣需要注意的是由集的電流可能為負(fù)值,所以經(jīng)過(guò)濾波電路的電壓信號(hào)在傳輸給控制芯片之得經(jīng)過(guò)電壓抬升,將負(fù)電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為控制芯片能接收到正電壓信號(hào)。假設(shè)被測(cè)電流為 ,經(jīng)過(guò)霍爾電流傳感器變換后傳輸?shù)礁边叺碾娏?2000,再經(jīng)過(guò)傳感器副邊采樣電阻轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào) = × 。若采集的為正值時(shí),電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波處理傳輸后直接到控制芯片中;若采集的電流值時(shí),此時(shí)還需要將 進(jìn)行電壓抬升得到 = 0.3 + 1.5,然后再輸送到控片中。控制芯片接收到小信號(hào)之后還需要在內(nèi)部進(jìn)行逆轉(zhuǎn)換處理才可得到電路的電流值。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]充電樁簡(jiǎn)介及其分類[J]. 智能建筑電氣技術(shù). 2017(03)
[2]基于恒流-恒壓復(fù)合拓?fù)涞母袘?yīng)式充電系統(tǒng)[J]. 韓洪豆,景妍妍,曲小慧,奚康,周科峰. 電源學(xué)報(bào). 2019(02)
[3]當(dāng)前美國(guó)電動(dòng)汽車充電設(shè)施的規(guī)劃方法和實(shí)踐[J]. 汪曉茜,孫智,黃越. 現(xiàn)代城市研究. 2017(01)
[4]國(guó)務(wù)院印發(fā)《“十三五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》[J]. 風(fēng)能. 2016(12)
[5]半橋式雙向DC/DC變換器研究[J]. 王建超,劉勝永,孫家文. 機(jī)電信息. 2016(33)
[6]全橋隔離DC/DC變換器的直接功率控制方法[J]. 侯聶,宋文勝,武明義. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2016(17)
[7]我國(guó)電動(dòng)汽車行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J]. 鄭天驕. 中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品. 2016(17)
[8]基于電動(dòng)汽車技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)及前景分析[J]. 丁搏. 山東工業(yè)技術(shù). 2016(03)
[9]換電模式下電動(dòng)汽車電池配送網(wǎng)絡(luò)及其調(diào)度算法研究[J]. 王萌,劉凱,牛利勇. 物流技術(shù). 2015(17)
[10]基于全橋LLC諧振變換器的光伏逆變器升壓DC/DC變換器設(shè)計(jì)[J]. 茍欣璞,郭科成,肖學(xué)禮. 電子設(shè)計(jì)工程. 2015(17)
博士論文
[1]電動(dòng)汽車充換電站網(wǎng)絡(luò)布局與運(yùn)營(yíng)研究[D]. 王萌.北京交通大學(xué) 2017
[2]模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的性能及其學(xué)習(xí)算法研究[D]. 何春梅.南京理工大學(xué) 2010
碩士論文
[1]大功率移相全橋同步整流電源關(guān)鍵技術(shù)的研究[D]. 鄧開(kāi)元.北京交通大學(xué) 2017
[2]直流充電樁嵌入式控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 張征.鄭州大學(xué) 2017
[3]75kW移相全橋ZVS DC/DC變換器的設(shè)計(jì)[D]. 李順毅.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[4]新能源時(shí)代的汽車設(shè)計(jì)[D]. 黃巍.東華大學(xué) 2015
[5]移相全橋大功率高頻開(kāi)關(guān)電源的研究與設(shè)計(jì)[D]. 宋志勇.湖北工業(yè)大學(xué) 2014
[6]基于ARM的純電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 林芳.西安科技大學(xué) 2013
[7]3kW移相全橋軟開(kāi)關(guān)充電機(jī)的設(shè)計(jì)與研究[D]. 王敏.大連理工大學(xué) 2013
[8]大功率移相全橋開(kāi)關(guān)電源研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 汪洋.南京理工大學(xué) 2013
[9]電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的充電方法的研究[D]. 李琳.華北電力大學(xué) 2013
[10]超級(jí)電容器在太陽(yáng)能電動(dòng)車上的應(yīng)用研究[D]. 王鵬.北京交通大學(xué) 2012
本文編號(hào):3305699
【文章來(lái)源】:武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:95 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
電壓采集電路
圖 3-3 濾波器幅頻波形 可知,該巴特沃斯有源二階低通濾波器可以很好地濾除高。采樣電路流采集方法有串電阻采集式和霍爾電流傳感器采集式兩本較低,但因?yàn)榇嬖谝欢ǖ膿p耗;后者雖然存在一定的高檢測(cè)可靠且安全性好,所以應(yīng)用更為廣泛。本設(shè)計(jì)選用北傳感器CHB-200SF作為電流采集模塊,其基本參數(shù)如表3表 3-2 CHB-200SF 參數(shù)型號(hào) CHB-200SF額定電流 / 200測(cè)量范圍 / 0~ ± 300匝數(shù)比 1:2000電源電壓/ ±12~18
圖 3-4 電流傳感器結(jié)構(gòu)圖本設(shè)計(jì)電流采樣電路如圖 3-5 所示,其工作原理是:電流信號(hào)先流過(guò)霍爾傳感器 CHB-200SF,經(jīng)過(guò) CHB-200SF 變比變換后,將較大的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換小的電流信號(hào),再經(jīng)過(guò)傳感器副邊采樣電阻將小電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào);由于轉(zhuǎn)換后的電壓信號(hào)含有高頻擾動(dòng)信號(hào),所以需要對(duì)轉(zhuǎn)換后的電壓信號(hào)濾波處理,本設(shè)計(jì)使用的是巴特沃斯有源低通濾波器,同樣需要注意的是由集的電流可能為負(fù)值,所以經(jīng)過(guò)濾波電路的電壓信號(hào)在傳輸給控制芯片之得經(jīng)過(guò)電壓抬升,將負(fù)電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為控制芯片能接收到正電壓信號(hào)。假設(shè)被測(cè)電流為 ,經(jīng)過(guò)霍爾電流傳感器變換后傳輸?shù)礁边叺碾娏?2000,再經(jīng)過(guò)傳感器副邊采樣電阻轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào) = × 。若采集的為正值時(shí),電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波處理傳輸后直接到控制芯片中;若采集的電流值時(shí),此時(shí)還需要將 進(jìn)行電壓抬升得到 = 0.3 + 1.5,然后再輸送到控片中。控制芯片接收到小信號(hào)之后還需要在內(nèi)部進(jìn)行逆轉(zhuǎn)換處理才可得到電路的電流值。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]充電樁簡(jiǎn)介及其分類[J]. 智能建筑電氣技術(shù). 2017(03)
[2]基于恒流-恒壓復(fù)合拓?fù)涞母袘?yīng)式充電系統(tǒng)[J]. 韓洪豆,景妍妍,曲小慧,奚康,周科峰. 電源學(xué)報(bào). 2019(02)
[3]當(dāng)前美國(guó)電動(dòng)汽車充電設(shè)施的規(guī)劃方法和實(shí)踐[J]. 汪曉茜,孫智,黃越. 現(xiàn)代城市研究. 2017(01)
[4]國(guó)務(wù)院印發(fā)《“十三五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》[J]. 風(fēng)能. 2016(12)
[5]半橋式雙向DC/DC變換器研究[J]. 王建超,劉勝永,孫家文. 機(jī)電信息. 2016(33)
[6]全橋隔離DC/DC變換器的直接功率控制方法[J]. 侯聶,宋文勝,武明義. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2016(17)
[7]我國(guó)電動(dòng)汽車行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J]. 鄭天驕. 中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品. 2016(17)
[8]基于電動(dòng)汽車技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)及前景分析[J]. 丁搏. 山東工業(yè)技術(shù). 2016(03)
[9]換電模式下電動(dòng)汽車電池配送網(wǎng)絡(luò)及其調(diào)度算法研究[J]. 王萌,劉凱,牛利勇. 物流技術(shù). 2015(17)
[10]基于全橋LLC諧振變換器的光伏逆變器升壓DC/DC變換器設(shè)計(jì)[J]. 茍欣璞,郭科成,肖學(xué)禮. 電子設(shè)計(jì)工程. 2015(17)
博士論文
[1]電動(dòng)汽車充換電站網(wǎng)絡(luò)布局與運(yùn)營(yíng)研究[D]. 王萌.北京交通大學(xué) 2017
[2]模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的性能及其學(xué)習(xí)算法研究[D]. 何春梅.南京理工大學(xué) 2010
碩士論文
[1]大功率移相全橋同步整流電源關(guān)鍵技術(shù)的研究[D]. 鄧開(kāi)元.北京交通大學(xué) 2017
[2]直流充電樁嵌入式控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 張征.鄭州大學(xué) 2017
[3]75kW移相全橋ZVS DC/DC變換器的設(shè)計(jì)[D]. 李順毅.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[4]新能源時(shí)代的汽車設(shè)計(jì)[D]. 黃巍.東華大學(xué) 2015
[5]移相全橋大功率高頻開(kāi)關(guān)電源的研究與設(shè)計(jì)[D]. 宋志勇.湖北工業(yè)大學(xué) 2014
[6]基于ARM的純電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 林芳.西安科技大學(xué) 2013
[7]3kW移相全橋軟開(kāi)關(guān)充電機(jī)的設(shè)計(jì)與研究[D]. 王敏.大連理工大學(xué) 2013
[8]大功率移相全橋開(kāi)關(guān)電源研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 汪洋.南京理工大學(xué) 2013
[9]電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的充電方法的研究[D]. 李琳.華北電力大學(xué) 2013
[10]超級(jí)電容器在太陽(yáng)能電動(dòng)車上的應(yīng)用研究[D]. 王鵬.北京交通大學(xué) 2012
本文編號(hào):3305699
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