近年来,随着汽车工业的迅速发展,环境污染、全球变暖、能源短缺的压力使传统的内燃机汽车面临前所未有的挑战,燃料电池电动汽车已成为汽车工业新的热点。由于燃料电池输出特性的特殊性,输出端必须连接DC/DC变换器,使之与驱动器配合。因此,DC/DC变换器是燃料电池电动汽车的关键零部件之一。 本论文主要对燃料电池电动轿车FCEV(Fuel Cell Electric Vehicle)用DC/DC变换器的主电路拓扑结构、参数设计及电磁兼容(EMC)问题进行了研究。重点针对升降压和双向DC/DC变换器进行分析研究。 首先介绍分析了几种传统升降压直流变换器的工作原理和优缺点。针对燃料电池的特性和电动汽车对升降压DC/DC变换器的性能指标要求,分析比较了非隔离式直流变换器的一些优点和缺点,提出了Buck-Boost级联的升降压主电路方案并提出相关的控制策略。然后运用模拟仿真软件MATLAB仿真分析了控制策略的正确性。 其次分析研究了双向DC/DC变换器的应用与设计,综合比较现有的各种隔离与非隔离方案,结合车用要求,选择了非隔离式的Buck-Boost拓扑。针对其工作原理、特点进行了双向DC/DC变换器主电路与控制电路的设计研究,重点研究其过渡过程的控制策略。在利用MATLAB进行各种过渡过程的仿真分析的基础上,选取了最佳的过渡控制方案。并利用该控制策略编制DSP控制程序,制作了小功率1kW数字控制双向DC/DC变换器。 最后深入讨论了DC/DC变换器中的电磁兼容问题。分析了DC/DC变换器主电路中存在的主要干扰源、干扰产生的机理以及干扰传播途径,然后以此出发,重点讨论了各种抑制电磁骚扰(EMI)和电磁抗干扰(EMS)的方法及措施,给出具体方案。
上传时间: 2013-05-24
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近年来,由于能源危机和环境污染,世界各国均在投巨资发展燃料电池汽车。双向DC/DC变换器作为燃料电池汽车的中重要部件,需要随着行驶状态的改变,频繁地切换其工作状态,其动态性能好坏,直接决定汽车动力系统的响应速度。本文主要致力于对DC/DC变换器在不同控制策略下的动态性能进行研究,并在保证其稳态性能的前提下提高系统动态性能。 本文首先研究了线性控制策略下DC/DC变换器的动态性能。介绍了闭环控制系统在频域和时域的动态性能指标以及二者之间的关系。当系统受到外部干扰较小时,采用频域分析方法,对Buck和Boost变换器进行了小信号建模,并对其在不同线性补偿网络控制作用下的动态性能进行对比分析。当系统受到较大干扰时,采用时域分析方法,文中介绍了DC/DC变换器大信号建模方法,并对PID参数在工程上整定方法加以分析。 DC/DC变换器是一非线性系统,应用线性控制策略不可避免地存在一定局限性—动态性能和稳态性能之间的矛盾。针对这一问题,引入了模糊—PI控制,将其应用于DC/DC变换器,以在保持系统稳态性能不变的前提下,提高其动态性能。以Buck DC/DC变换器为例,详细介绍了模糊-PI控制器的设计过程,并对设计的闭环控制系统用MATLAB进行建模与仿真。最后,通过实验对比验证了模糊—PI控制的有效性。 和线性控制策略相比,模糊—PI控制在一定程度上提高了系统的动态性能,但效果有限。本文引入了另一种非线性控制策略——滑模控制策略。滑模控制策略是目前动态性能最好的控制策略之一,可以极佳地发挥系统的硬件潜能。 本文首先介绍了滑模控制相关知识,推导了其应用于Buck和Boost变换器的理论基础。设计出针对不同被控对象和工作状态的控制策略,对每种控制策略通过仿真分析验证其有效性。就滑模控制存在的静差问题、抖振问题和变频问题均提出了行之有效的解决方案。快速响应特性
上传时间: 2013-08-01
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双向DC/DC变换器(Bi-directionalDC/DCconverters)是能够根据需要调节能量双向传输的直流/直流变换器。随着科技的发展,双向DC/DC变换器的应用需求越来越多,正逐步应用到无轨电车、地铁、列车、电动车等直流电机驱动系统,直流不间断电源系统,航天电源等场合。一方面,双向DC/DC变换器为这些系统提供能量,另一方面,又使可回收能量反向给供电端充电,从而节约能量。 大多数双向DC/DC变换器采用复杂的辅助网络来实现软开关技术,本文所研究的Buck/Boost双向的DC/DC变换器从拓扑上解决器件软开关的问题;由于Buck/Boost双向DC/DC变换器的电流纹波较大,这会带来严重的电磁干扰,本文结合Buck/Boost双向DC/DC变换器拓扑与磁耦合技术使电感电流纹波减小;由于在同一频率下不同负载时电流纹波不同,本文在控制时根据负载改变PWM频率,从而使轻载时的电流纹波均较小。 本文所研究的双向DC/DC变换器采用DSP处理器进行控制,其原因在于:目前没有专门用于控制该Buck/Boost双向DC/DC变换器的控制芯片,而DSP具有多路的高分辨率PWM,通过对DSP寄存器的配置可以实现Buck/Boost双向DC/DC变换器的控制PWM;DSP具有多路高速的A/D转换接口,并可以通过配合PWM完成对反馈采样,具备一定的滤波功能。 本文所研究的数字双向DC/DC变换器实现了在Buck模式下功率MOSFET的零电压开通及零电压关断,电感电流的交迭使其电感输出端电流纹波明显变小,轻载时PWM频率的提升也使得电流纹波变小。
上传时间: 2013-06-08
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开关损耗及其带来的散热问题限制了变流器开关频率的提高,从而限制了变流器的小型化和轻量化。软开关技术能够有效的降低开关损耗,提高变流器的效率和开关频率,被广泛的应用在各种大功率开关电源场合。 本文首先对软开关技术进行了一个概述,介绍了软开关技术的工作原理及发展历史,特别提到了最新的控制型软开关技术。在第二章中,针对课题,着重讲述了全桥电路。作为对比,首先分析了全桥硬开关电路的工作原理和开关损耗。然后,分析了全桥软开关两种常见的实现方法:ZVS和ZVZCS,并针对几种常见拓扑,详细对比了它们的工作原理,软开关实现方法,软开关实现效果,软开关实现范围和总体效率,指出了它们的优缺点和各自适合的应用领域。在第三章中,首先介绍了全桥软开关的两种控制策略:移相全桥和有限双极性,从实现方法和对软开关效果的影响两个方面,做出比较。然后介绍了开关电源常见的三种控制方式:电压模式控制、峰值电流模式和平均电流模式控制,其中详细介绍了平均电流模式控制,给出了设计思想和步骤。最后,给出了全桥软开关电路的小信号模型,分析了软开关技术的引入对传统PWM硬开关全桥电路小信号模型的影响。第四章给出了5kW电力操作电源的具体设计步骤,如方案选择,磁设计、控制环路设计、副边整流电压尖峰吸收等关键步骤。第五章分析了实验波形和实验数据,验证了上述理论和设计的正确性。
上传时间: 2013-05-22
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由于下一代微处理器的工作电压越来越低,所需电流越来越大,现有的5V、12V输入的电压调节模块(VRM)已经不能满足它的要求了,因此把VRM的输入母线电压提高到48V是必然的趋势。这样做能够减小输入电流从而使得母线损耗减小,有利于效率提高,同时可以大大减小输入滤波器体积。 本课题首先分析了VRM的发展现状和常用拓扑,以及未来的发展趋势,并在此基础上介绍了级联式流馈推挽DC/DC变换器的概念。接着,具体分析了Buck与推挽级联式流馈DC/DC变换器、双通道交错并联型Buck与推挽级联式流馈DC/DC变换器的原理和工作过程。再接着,分别介绍了Buck与推挽级联式流馈DC/DC变换器、双通道交错并联型Buck与推挽级联式流馈DC/DC变换器及其控制同路的建模和设计方法,并给出设计实例。最后,分别用这两种拓扑结构制作了两台48V输入、3.3V/10A输出的样机,并对两者进行了一定的实验比较研究,以验证设计的有效性。
上传时间: 2013-07-29
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随着电力电子技术的迅速发展,双向DC/DC变换器的应用日益广泛。尤其是软开关技术的出现,使双向DC/DC变换器不断朝着高效化、小型化、高频化和高性能化的方向发展,软开关技术的应用可以降低双向DC/DC变换器的开关损耗,提高变换器的工作效率,为变换器的高频化提供可能性,从而减小变换器的体积,提高变换器的动态性能。双向DC/DC变换器在直流不停电电源系统、航空电源系统、电动汽车等车载电源系统、直流功率放大器以及蓄电池储能等场合都得到了广泛的应用。 本论文首先在研究硬开关的缺陷上,提出软开关技术;然后在研究双向DC/DC变换器的基本工作原理的基础上,对双向DC/DC变换器的应用及软开关双向DC/DC变换器的几种拓扑结构进一步阐述;把软开关技术和双向DC/DC变换器技术有机地结合在一起,提出一种新型的双向DC/DC变换器的拓扑结构。该双向DC/DC变换器的降压变换电路采用移相控制ZVSPWMDC/DC变换器;升压变换电路采用Boost升压和推挽式升压两种变换器相结合的两级升压的新型变换器。 在分别对移相控制ZVSPWMDC/DC变换器和Boost推挽式DC/DC变换器的工作原理进行分析研究的基础上,使用PSpice9.2计算机仿真软件对变换器的主电路进行仿真和分析,验证该新型双向DC/DC变换器的拓扑结构设计的正确性和可行性。
上传时间: 2013-04-24
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随着信息技术的发展,通信和计算机等领域的DC/DC电源变换技术在电源行业占有很重要的市场。为了能满足电源系统良好的性能和可靠性,分布电源系统(DPS)被广泛应用于电信、计算机等领域。DPS具有模块化,可靠性和维护性等优点。 本文讨论了软开关技术的种类和发展趋势,介绍了三种传统的软开关谐振变换器,通过理论分析和仿真,总结了三种传统谐振变换器的优缺点。在此基础上,设计了一种新型的LLC串联谐振变换器。此变换器可实现原边开关管在零电压条件下开通、输出端的整流管零电流条件下关断,因而可实现极高的转换效率。由于电路充分地利用了变压器的励磁电感和开关管的寄生参数,可使变换器在宽输入电压范围和全负载下实现软开关。此外,利用变压器漏感和功率MOS管的寄生电容进行谐振,可有效地降低输出整流管的电压应力,提高抗EMI的性能。因此,在相同的设计规格下,LLC谐振变换器可以选取电压和电流等较低的功率开关管和整流二极管,进而减小开发成本。 结合PSPICE仿真和实验调试,论文详细介绍了LLC串联谐振变换器工作原理,详细讨论了谐振参数、输入电压和负载对变换器性能的影响;根据参数设计步骤和特性分析,设计了LLC串联谐振变换器各组成电路;最后设计了24V/8A-200KHz的DC/DC电源模块,通过实验,其结果验证了该拓扑在全负载下均能实现软开关,效率高等良好特性。
上传时间: 2013-05-20
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电池作为手持设备中的电源,通常直接给升压DC/DC 转换器供电。由于升压DC/DC 转化器本身拓扑结构的缺陷,从电池到负载始终有一条电流通路,如图1 所示。一旦负载短路到地(GND),短路产生
上传时间: 2013-04-24
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计的PFM 控制模式的开关型DC/DC 升压恒流芯片,通过外接电阻可使输出电流值恒定在0mA~500mA。
上传时间: 2013-04-24
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The OCP3601 is a boost topology switching regulator control IC for battery-used applications fiel
标签: Controller Step-Up 3601 DCDC
上传时间: 2013-06-11
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