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电动汽车用多重化软开关双向DC/DC变换器的研究

作　者: 邓湘鄂
导　师: 王明渝
学　校: 重庆大学
专　业: 电气工程
关键词: 双向DC/DC变换器 软开关 开关损耗
分类号: TM46
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 298次
引　用: 1次
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内容摘要


随着能源的耗竭,石油危机的来临,电动汽车的研发工作在全世界如火如荼地展开。由于汽车在实际行驶过程中频繁的加速、减速,起动、制动,以及储能电池的电压变化要求提供电机稳定的直流源,在电动汽车负载或电池电压变化时,基本不受影响。出于提高能效的考虑,在电机突然制动时,会产生较高的反电动势,要求储能电池能自动回馈能量,提高电池利用率。双向DC/DC变换器在储能电池与电机之间发挥着重要作用,其发展尤为迫切。本文通过查阅国内外大量双向DC/DC变换器拓扑的基础上,以结构简单、性能良好的基本半桥双向DC/DC变换器为模块,针对车用大功率特点,确定三重交错式双向DC/DC变换器为基本拓扑。作者归纳、整理了控制简单、易受工业界认同的控制型软开关技术的概念和五个基本特点,对三重交错式双向DC/DC变换器进行控制型软开关设计。即基本不添加额外的半导体器件,通过控制开关导通关断信号来实现软开关的方式。结合半桥式双向DC/DC变换器顺半桥结构特点,设计变换器电感电流工作在正负交替的模式,使电感电流与上下开关并接电容在开关死区时间内进行能量交换,达到软开关效果。这样变换器所用的电感将大大减小,采用多重化结构弥补该模式下电压、电流纹波大的缺陷。在控制方式上采用电压电流双闭环形式,将共用电压环的输出作为每个基本单元的给定电流,解决了并联结构的均流问题。为验证该变换器设计的正确性和可行性,在Matlab/Simulink平台上搭建一个三重交错式双向DC/DC变换器及控制系统。并对变换器升压Boost、降压Buck模式不同情形进行仿真研究。最后,进行了变换器硬件电路设计,搭建了以SG3525为核心控制芯片,额定功率为40W的三重交错式双向DC/DC变换器。通过分析、观察开关波形和输出波形,验证了该方案的可行性。

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 变压器、变流器及电抗器 > 变流器
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