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具有有源功率因数校正的多模块并联充电装置
| 论文题名： | 具有有源功率因数校正的多模块并联充电装置 |
| 关键词： | 电动汽车;并联充电装置;电路设计;有源功率因数校正;软开关 |
| 摘要： | 汽车经过百年来的发展，各方面技术已经非常成熟。随着人们环保意识的日益提升，绿色能源已经成为目前汽车动力发展的重点。为改善传统汽车能源所带来的环境问题，以电能为动力的汽车应运而生。它以各种类型的蓄电池为能量载体，控制性、稳定性以及安全性都更为优秀，并且由于其零排放、无污染、可再生等优点使其获得了广泛的认可和关注。本文针对目前较为热门的电动汽车设计了具有有源功率因数校正(Active Power Factor Correction APFC)的多模块并联充电装置。 谐波为电子电力装置产生的主要污染，为从本质上消除谐波污染、减小开关损耗，本文设计了一种高效无桥Boost型PFC电路拓扑，实现了具有软开关的功率因数校正功能;采用Buck电路实现充电控制。 充电装置采用多模块并联的方式可提升直流供电装置的容量以及可靠性。本文详细分析了并联装置均流的原理，并对目前主流的均流控制策略的优缺点进行比较，确定了平均电流控制的校正策略。设计了基于CAN总线的平均电流均流控制策略。 采用分级定电流的充电模式为锂离子电池进行充电，解决了传统充电方式对锂离子电池的充电效果不理想的问题。结合锂离子电池的充电特性，确定充电曲线每个阶段的转换闽值，进行基于PI控制器的电流单闭环和电流电压双闭环的分段控制。 对APFC变换器以及Buck电路建立小信号模型，采用频域法设计控制系统中的电压和电流控制器，计算了电路的主要参数，完成了具体器件的选型。利用MATLAB/SIMULINK软件进行了仿真，验证了拓扑设计的正确性以及控制策略的合理性。 根据设计的输入输出指标，设计了前级基于UC3854芯片的功率因数校正模块，后级基于数字控制器STM32F407为核心控制系统的DC-DC模块，三模块并联的电动汽车充电装置。在理论分析设计以及仿真实验的基础上搭建了单模块实验装置，进行了必要的实验，进一步证实了电路参数计算的合理性以及控制策略的正确性。 |
| 作者： | 刘博雅 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 罗耀华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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