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车载充电机的电磁干扰抑制及稳定性研究
| 论文题名： | 车载充电机的电磁干扰抑制及稳定性研究 |
| 关键词： | 电动汽车;车载充电机;电磁干扰;数字滤波器;数控策略;稳定性 |
| 摘要： | 为实现电动汽车的家庭充电，需研发220V交流市电输入的车载充电机。车载充电机作为典型的开关电源电路，其工作原理决定了其本身处于复杂的电磁环境之中。一方面充电机全桥逆变电路工作时产生高du/dt和di/dt，引发强烈的电磁干扰，不仅影响自身稳定性，还会对负载以及电网造成干扰；另一方面充电机控制回路由于电路特性对电磁干扰的抵抗性较差。本文从车载充电机电磁兼容的角度出发，分别从功率电路和控制回路对系统电磁干扰加以抑制，以期进一步优化充电机输出性能并提高整机稳定性。 为降低充电机EMI噪声量，本文采用基于插入损耗反向推导设计EMI滤波器的方法，结合车载充电机电路，给出了EMI滤波器详细的参数设计。 为降低充电机DC/DC逆变电路因为变压器漏感造成的振荡电流，同时为保证开关管的安全工作，本文设计了一种用于漏感电流续流、开关管集电极电流分流的电路。 为降低逆变电路开关管导通造成的输出级整流二极管反向恢复引发的尖峰电压，本文从能量吸收的角度，设计了一种用于吸收箝位的RCD电路。 在对充电机输出设定值和实际输出值进行参数整定的过程中，由于设计缺陷引入电磁干扰噪声造成了PWM控制信号产生了固有偏差。针对这一问题，本文设计实现了基于DSP的数控策略，通过数字PWM控制器的逻辑运算与算法处理，消除了在充电机参数整定过程中引入的电磁干扰噪声。 为降低控制回路输出反馈电路引入的电磁干扰噪声，针对车载充电机输出电压、电流实际特性，本文设计了一种基于限幅平均法的数字滤波器，实现对反馈环路采样信号中电磁干扰噪声的有效滤除。 最后对改进版充电机进行了测试验证。分别从恒压、恒流模式输出电压、电流纹波大小以及一段时间内恒压、恒流输出统计数据两个方面对比印证充电机电磁兼容设计的有效性。恒压输出360V情况下，优化改进后的充电机电压纹波为1.83％，早期版本为5.17%；恒流输出4A情况下，优化改进后的充电机电流纹波尖峰得到有效抑制，峰峰值不到早期版本的一半。此外，一段时间内恒压、恒流输出统计数据表明，电磁兼容优化改进版本的充电机比早期版本充电机输出更加稳定，控制准确度更高。 |
| 作者： | 陈志刚 |
| 专业： | 信息与通信工程 |
| 导师： | 吴友宇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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