本文關(guān)鍵詞：半橋LLC諧振式車載充電機電源的研究與設(shè)計

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【摘要】：隨著全球經(jīng)濟的不斷快速發(fā)展,燃油型機動車數(shù)量在日益增多,能源消耗與環(huán)境污染的問題也越來越突出。近年來,各個國家在大力推動電動汽車的發(fā)展,成為了解決上述問題的有效方法之一。車載充電機作為電動汽車的核心設(shè)備,關(guān)系著電網(wǎng)與電池之間的能量傳輸。研究與設(shè)計良好性能的車載充電機不但可以提高電動汽車電池壽命,提高電動汽車性能,也可以節(jié)約能源,減少污染,對推廣電動汽車有著重要的意義。車載充電機作為電力電子設(shè)備,也向著小型化,輕量化,高功率密度化發(fā)展,而且充電機直接與電網(wǎng)相連,對功率因數(shù)、輸入電壓紋波、效率等提出了更高的要求,因此選擇適當(dāng)?shù)耐負(fù)浜涂刂品绞绞种匾１疚母鶕?jù)設(shè)計要求,開發(fā)了一款半橋LLC諧振式車載充電機,該充電機具有兩級拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),前級APFC和后級半橋LLC。APFC通常有很多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),按照每種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點,選擇工作在CCM模式下的BOOST型APFC拓?fù)?該拓?fù)淇梢詫崿F(xiàn)寬電壓范圍輸入和高功率因數(shù)。后級DC-DC變換部分是通過諧振方式來實現(xiàn)的,在傳統(tǒng)的半橋電路基礎(chǔ)上加入諧振槽網(wǎng)絡(luò),在PFM控制模式下調(diào)節(jié)輸出電壓。利用saber仿真軟件分別對前后級電路做了閉環(huán)仿真分析,開發(fā)了一款功率為1000W的車載充電機電源樣機,交流電壓輸入范圍為AC90V~AC264V,直流電壓輸出范圍為DC60V~DC90V,輸出額定電壓為DC84V。對充電機進行調(diào)試及相關(guān)測試,給出了實驗波形和數(shù)據(jù)。最后對實驗數(shù)據(jù)和波形進行了分析,所測得的實驗數(shù)據(jù)以及主要器件波形滿足設(shè)計指標(biāo)要求,驗證了仿真和理論的及可行性。
【關(guān)鍵詞】：車載充電機 APFC PFM 半橋LLC
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U463.63
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-16
• 1.1 課題研究的意義及背景11
• 1.2 國內(nèi)外充電機發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.3 軟開關(guān)電源發(fā)展現(xiàn)狀12-14
• 1.4 主要研究內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排14-16
• 第2章 車載充電機總體方案設(shè)計16-22
• 2.1 車載充電機的設(shè)計指標(biāo)16
• 2.2 車載充電機的整體結(jié)構(gòu)16-17
• 2.3 APFC電路拓?fù)溥x擇17-19
• 2.3.1 BUCK型有源功率因數(shù)校正17-18
• 2.3.2 FLYBACK型功率因數(shù)校正18
• 2.3.3 BOOST型功率因數(shù)校正18-19
• 2.4 軟開關(guān)DC-DC變換器的拓?fù)溥x擇19-21
• 2.4.1 不對稱半橋型變換器19-20
• 2.4.2 移相全橋型變換器20-21
• 2.4.3 半橋LLC型變換器21
• 2.5 本章小結(jié)21-22
• 第3章 車載充電機電路研究22-42
• 3.1 APFC電路研究22-26
• 3.1.1 BOOST型APFC主電路原理22-23
• 3.1.2 模態(tài)分析23-25
• 3.1.3 BOOST型APFC電路平均電流控制方法25-26
• 3.2 半橋LLC諧振電路研究26-41
• 3.2.1 模態(tài)分析26-34
• 3.2.2 LLC變換器的FHA等效模型34-37
• 3.2.3 LLC變換器的直流增益特性37-40
• 3.2.4 LLC變換器的短路特性40-41
• 3.2.5 LLC變換器的空載特性41
• 3.3 本章小結(jié)41-42
• 第4章 車載充電機電路設(shè)計與仿真42-68
• 4.1 BOOST型APFC主功率電路設(shè)計42-46
• 4.1.1 EMI濾波電路設(shè)計42-43
• 4.1.2 功率電感的選取43-44
• 4.1.3 MOSFET的選取44-45
• 4.1.4 功率二極管的選取45
• 4.1.5 輸入整流橋的選擇45-46
• 4.1.6 輸出濾波電容的選擇46
• 4.2 BOOST型APFC控制電路設(shè)計46-50
• 4.2.1 L4981A介紹46-47
• 4.2.2 控制電路設(shè)計與計算47-50
• 4.3 APFC電路仿真分析50-54
• 4.3.1 輸入電流波形51-52
• 4.3.2 電感電流波形52-53
• 4.3.3 輸出電壓波形53-54
• 4.4 LLC主功率電路參數(shù)設(shè)計54-60
• 4.4.1 諧振槽的設(shè)計54-57
• 4.4.2 高頻變壓器的設(shè)計57-59
• 4.4.3 功率管的選取59
• 4.4.4 輸出電容的選擇59-60
• 4.5 LLC控制電路設(shè)計60-64
• 4.5.1 L6599介紹60-61
• 4.5.2 控制電路設(shè)計和參數(shù)計算61-64
• 4.6 LLC電路閉環(huán)仿真分析64-67
• 4.6.1 LLC啟機調(diào)頻波形65
• 4.6.2 主要器件波形65-67
• 4.7 本章小結(jié)67-68
• 第5章 實驗樣機及結(jié)果分析68-74
• 5.1 實驗樣機及平臺搭建68
• 5.2 前級APFC電路波形68-70
• 5.2.1 輸入電壓電流波形68-69
• 5.2.2 空載試驗波形69-70
• 5.3 LLC軟開關(guān)波形70-72
• 5.3.1 MOS管ZVS波形70-71
• 5.3.2 整流二極管波形71-72
• 5.4 充電機效率測試72-73
• 5.5 本章小結(jié)73-74
• 結(jié)論74-76
• 參考文獻(xiàn)76-80
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文80-81
• 致謝81

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：570326