電動(dòng)汽車車載輔助DC-DC變換器的設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2021-05-16 12:55
為了解決能源短缺、二氧化碳過度排放和空氣污染等全球性問題,世界范圍內(nèi)興起了研究、開發(fā)、應(yīng)用電動(dòng)汽車的熱潮。車載輔助電源(車載輔助DC-DC變換器)是電動(dòng)汽車必不可少的部件,其從高壓動(dòng)力電池取電給低壓蓄電池,滿足了車載低壓設(shè)備的用電需求。本文以車載輔助DC-DC變換器的設(shè)計(jì)為研究課題,研制了一臺(tái)1.5kw的車載輔助DC-DC變換器樣機(jī)。調(diào)研了現(xiàn)有產(chǎn)品的功率密度水平,介紹了幾種常用拓?fù)涞膬?yōu)缺點(diǎn),選擇了易于在寬范圍輸入電壓應(yīng)用場(chǎng)合進(jìn)行效率優(yōu)化的Boost+LLC兩級(jí)拓?fù)鋪磉M(jìn)行變換器的設(shè)計(jì)。根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo),進(jìn)行了變換器主要元件的參數(shù)設(shè)計(jì)。另外,為了滿足輸出紋波要求的同時(shí)提升功率密度,結(jié)合電路網(wǎng)絡(luò)分析和實(shí)際應(yīng)用情況設(shè)計(jì)了CLC型輸出濾波器。設(shè)計(jì)了基于L4981A的Boost控制電路和基于L6599D的LLC控制電路,并分別搭建了Psim仿真模型對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證。設(shè)計(jì)了三層式的整機(jī)結(jié)構(gòu),為了提高功率密度,采用了鋁基板作為功率板,并輔以導(dǎo)流銅排增加通流能力,對(duì)CLC型濾波器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。針對(duì)低壓大電流輸出的應(yīng)用場(chǎng)景,設(shè)計(jì)了多層銅片累疊的變壓器副邊繞組結(jié)構(gòu)。給出了樣機(jī)的實(shí)驗(yàn)波形,驗(yàn)證了方案的可行性。...
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:80 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
符號(hào)表
第1章 緒論
1.1 研究課題的背景與意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 功率密度水平
1.2.2 拓?fù)溥x型
1.3 本文的研究?jī)?nèi)容
第2章 1.5kw車載DC-DC變換器的設(shè)計(jì)研究
2.1 電路拓?fù)溥x取
2.1.1 Boost+LLC兩級(jí)拓?fù)?br> 2.1.2 輸出CLC型濾波器
2.2 元件參數(shù)設(shè)計(jì)
2.2.1 Boost級(jí)參數(shù)設(shè)計(jì)
2.2.2 LLC級(jí)參數(shù)設(shè)計(jì)
2.2.3 CLC型濾波器參數(shù)設(shè)計(jì)
2.3 本章小結(jié)
第3章 1.5kw車載DC-DC變換器的硬件實(shí)現(xiàn)
3.1 控制電路實(shí)現(xiàn)
3.1.1 基于L4981A的Boost控制環(huán)路
3.1.2 基于Psim的Boost閉環(huán)控制仿真驗(yàn)證
3.1.3 基于L6599D的LLC控制環(huán)路
3.1.4 基于Psim的LLC閉環(huán)控制仿真驗(yàn)證
3.2 硬件結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)
3.2.1 整機(jī)結(jié)構(gòu)
3.2.2 功率板選取與導(dǎo)流銅排
3.2.3 CLC型濾波器結(jié)構(gòu)
3.2.4 變壓器結(jié)構(gòu)
3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
3.3.1 Boost實(shí)驗(yàn)波形
3.3.2 LLC實(shí)驗(yàn)波形
3.3.3 輸出電壓紋波
3.4 本章小結(jié)
第4章 變換器損耗分析
4.1 靜態(tài)損耗分析
4.1.1 Boost級(jí)導(dǎo)通損耗
4.1.2 LLC級(jí)導(dǎo)通損耗
4.2 動(dòng)態(tài)損耗分析
4.2.1 磁芯損耗
4.2.2 Boost級(jí)開關(guān)損耗
4.2.3 LLC級(jí)開關(guān)損耗
4.3 其他導(dǎo)通損耗
4.3.1 副邊MOSFET體二極管導(dǎo)通損耗
4.3.2 副邊銅排/銅箔導(dǎo)通損耗
4.4 損耗分析與樣機(jī)效率
4.5 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
5.1 總結(jié)
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄一 攻讀碩士期間發(fā)表的論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]電動(dòng)汽車發(fā)展的社會(huì)綜合效益分析[J]. 張晨曦,文福拴,薛禹勝,袁軍,李波,汪宏華. 華北電力大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(03)
[2]國(guó)內(nèi)外電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢(shì)及其對(duì)車用燃料的影響[J]. 羅艷托,湯湘華,胡愛君,陳劍鋒. 國(guó)際石油經(jīng)濟(jì). 2014(05)
[3]CLC濾波電路參數(shù)對(duì)紋波抑制的影響[J]. 余明揚(yáng),余斌,潘俊東,賴科星. 計(jì)算機(jī)仿真. 2014(02)
[4]印制電路板的熱設(shè)計(jì)及其實(shí)施[J]. 管美章. 印制電路信息. 2008(04)
[5]陶瓷電容器在電力電子線路中的應(yīng)用[J]. 閆曉金,陳永真. 電源世界. 2008(03)
[6]三元件串聯(lián)LLC諧振變流器的優(yōu)化設(shè)計(jì)策略[J]. 趙晨,石洋,吳新科,謝小高,錢照明. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2008(01)
[7]MCPCB結(jié)構(gòu)對(duì)LED發(fā)熱的影響[J]. 管春,何豐. 燈與照明. 2005(03)
[8]DC/DC拓?fù)涞姆诸惡瓦x擇標(biāo)準(zhǔn)[J]. 顧亦磊,呂征宇,錢照明. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2004(10)
博士論文
[1]中功率DC/DC變流器模塊標(biāo)準(zhǔn)化若干關(guān)鍵問題研究[D]. 張軍明.浙江大學(xué) 2005
[2]功率變換器拓?fù)渲写判栽判緭p耗的理論與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 孔劍虹.浙江大學(xué) 2002
碩士論文
[1]LLC諧振變換器損耗分析與效率優(yōu)化[D]. 馮雪.北京交通大學(xué) 2017
[2]寬電壓輸入車載DC/DC變換器的研究[D]. 陳勁力.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[3]一種適用于電動(dòng)汽車充電機(jī)的串—并型LLC變換器研究[D]. 朱忠虎.揚(yáng)州大學(xué) 2015
[4]電動(dòng)汽車輔助DC/DC變換器的設(shè)計(jì)[D]. 文鵬.浙江大學(xué) 2015
[5]寬范圍輸入DC/DC變換器設(shè)計(jì)[D]. 李亞順.浙江大學(xué) 2013
[6]大功率LLC諧振變換器優(yōu)化研究[D]. 湯金威.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[7]LLC變換器軟開關(guān)特性及諧振參數(shù)優(yōu)化研究[D]. 戴幸濤.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[8]交錯(cuò)并聯(lián)Boost PFC變換器的研究[D]. 王山山.浙江大學(xué) 2010
[9]高效率DC/DC變換器的研究[D]. 施玉祥.浙江大學(xué) 2010
[10]LLC諧振半橋DC-DC變換器的研究[D]. 余昌斌.重慶大學(xué) 2007
本文編號(hào):3189729
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:80 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
符號(hào)表
第1章 緒論
1.1 研究課題的背景與意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 功率密度水平
1.2.2 拓?fù)溥x型
1.3 本文的研究?jī)?nèi)容
第2章 1.5kw車載DC-DC變換器的設(shè)計(jì)研究
2.1 電路拓?fù)溥x取
2.1.1 Boost+LLC兩級(jí)拓?fù)?br> 2.1.2 輸出CLC型濾波器
2.2 元件參數(shù)設(shè)計(jì)
2.2.1 Boost級(jí)參數(shù)設(shè)計(jì)
2.2.2 LLC級(jí)參數(shù)設(shè)計(jì)
2.2.3 CLC型濾波器參數(shù)設(shè)計(jì)
2.3 本章小結(jié)
第3章 1.5kw車載DC-DC變換器的硬件實(shí)現(xiàn)
3.1 控制電路實(shí)現(xiàn)
3.1.1 基于L4981A的Boost控制環(huán)路
3.1.2 基于Psim的Boost閉環(huán)控制仿真驗(yàn)證
3.1.3 基于L6599D的LLC控制環(huán)路
3.1.4 基于Psim的LLC閉環(huán)控制仿真驗(yàn)證
3.2 硬件結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)
3.2.1 整機(jī)結(jié)構(gòu)
3.2.2 功率板選取與導(dǎo)流銅排
3.2.3 CLC型濾波器結(jié)構(gòu)
3.2.4 變壓器結(jié)構(gòu)
3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
3.3.1 Boost實(shí)驗(yàn)波形
3.3.2 LLC實(shí)驗(yàn)波形
3.3.3 輸出電壓紋波
3.4 本章小結(jié)
第4章 變換器損耗分析
4.1 靜態(tài)損耗分析
4.1.1 Boost級(jí)導(dǎo)通損耗
4.1.2 LLC級(jí)導(dǎo)通損耗
4.2 動(dòng)態(tài)損耗分析
4.2.1 磁芯損耗
4.2.2 Boost級(jí)開關(guān)損耗
4.2.3 LLC級(jí)開關(guān)損耗
4.3 其他導(dǎo)通損耗
4.3.1 副邊MOSFET體二極管導(dǎo)通損耗
4.3.2 副邊銅排/銅箔導(dǎo)通損耗
4.4 損耗分析與樣機(jī)效率
4.5 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
5.1 總結(jié)
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄一 攻讀碩士期間發(fā)表的論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]電動(dòng)汽車發(fā)展的社會(huì)綜合效益分析[J]. 張晨曦,文福拴,薛禹勝,袁軍,李波,汪宏華. 華北電力大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(03)
[2]國(guó)內(nèi)外電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢(shì)及其對(duì)車用燃料的影響[J]. 羅艷托,湯湘華,胡愛君,陳劍鋒. 國(guó)際石油經(jīng)濟(jì). 2014(05)
[3]CLC濾波電路參數(shù)對(duì)紋波抑制的影響[J]. 余明揚(yáng),余斌,潘俊東,賴科星. 計(jì)算機(jī)仿真. 2014(02)
[4]印制電路板的熱設(shè)計(jì)及其實(shí)施[J]. 管美章. 印制電路信息. 2008(04)
[5]陶瓷電容器在電力電子線路中的應(yīng)用[J]. 閆曉金,陳永真. 電源世界. 2008(03)
[6]三元件串聯(lián)LLC諧振變流器的優(yōu)化設(shè)計(jì)策略[J]. 趙晨,石洋,吳新科,謝小高,錢照明. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2008(01)
[7]MCPCB結(jié)構(gòu)對(duì)LED發(fā)熱的影響[J]. 管春,何豐. 燈與照明. 2005(03)
[8]DC/DC拓?fù)涞姆诸惡瓦x擇標(biāo)準(zhǔn)[J]. 顧亦磊,呂征宇,錢照明. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2004(10)
博士論文
[1]中功率DC/DC變流器模塊標(biāo)準(zhǔn)化若干關(guān)鍵問題研究[D]. 張軍明.浙江大學(xué) 2005
[2]功率變換器拓?fù)渲写判栽判緭p耗的理論與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 孔劍虹.浙江大學(xué) 2002
碩士論文
[1]LLC諧振變換器損耗分析與效率優(yōu)化[D]. 馮雪.北京交通大學(xué) 2017
[2]寬電壓輸入車載DC/DC變換器的研究[D]. 陳勁力.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[3]一種適用于電動(dòng)汽車充電機(jī)的串—并型LLC變換器研究[D]. 朱忠虎.揚(yáng)州大學(xué) 2015
[4]電動(dòng)汽車輔助DC/DC變換器的設(shè)計(jì)[D]. 文鵬.浙江大學(xué) 2015
[5]寬范圍輸入DC/DC變換器設(shè)計(jì)[D]. 李亞順.浙江大學(xué) 2013
[6]大功率LLC諧振變換器優(yōu)化研究[D]. 湯金威.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[7]LLC變換器軟開關(guān)特性及諧振參數(shù)優(yōu)化研究[D]. 戴幸濤.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[8]交錯(cuò)并聯(lián)Boost PFC變換器的研究[D]. 王山山.浙江大學(xué) 2010
[9]高效率DC/DC變換器的研究[D]. 施玉祥.浙江大學(xué) 2010
[10]LLC諧振半橋DC-DC變換器的研究[D]. 余昌斌.重慶大學(xué) 2007
本文編號(hào):3189729
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/qiche/3189729.html
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