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电动汽车充电电源的设计与研究

刘海湾  
【摘要】:随着环境保护与资源利用越来越受到重视,节能环保的电动汽车飞速发展,这对电动汽车充电技术及充电设施的发展提出了新的挑战。本文开展了对电动汽车充电电源的研究,旨在开发高效、轻便、智能、可靠性高并且低成本的充电设施。首先对电动汽车以及电动汽车充电装置的发展与现状进行了归纳概括,指明了本设计的主要内容以及期望达到的目标。其次,对软开关技术的原理进行分析,并对移相全桥软开关变换器的工作原理以及软开关实现的关键问题进行深入研究。根据移相控制原理与充电电源的设计指标,对充电电源系统的功率部分进行设计,主要包括主变压器设计、功率开关器件选型、整流二极管选型和输出滤波电路的参数计算;同时完成了移相全桥软开关变换器控制电路的设计,主要包括主控制芯片的选择、移相PWM控制电路、信号采集电路、并联均流控制电路、双闭环控制电路、通信接口电路和系统软件设计。再次,为实现充电电源的绿色环保,对三相功率因数校正电路进行了分析,详细阐述了三相六开关Boost型PFC电路的工作原理,并对单周期控制和基于空间矢量的电流解耦控制两种直接电流控制的控制策略进行分析,同时确定了PFC电路中的关键参数和器件选型最后搭建基于Simulink的移相全桥软开关变换器仿真模型,以及两种功率因数校正控制策略的仿模型真,系统的仿真结果验证了整体设计的可行性。基于理论与仿真研究开发了电动汽车充电电源样机,并对样机的关键数据进行测试。实验结果表明,整体系统各项参数均符合充电电源的设计指标,达到了高效化、智能化、绿色化的预期目标。


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