原文传递
动态无线充电系统新型驱动电路及其控制策略研究
| 论文题名： | 动态无线充电系统新型驱动电路及其控制策略研究 |
| 关键词： | 电动汽车;动态无线充电系统;驱动电路;控制策略 |
| 摘要： | 电动汽车动态无线充电系统由于其可以实现电动汽车边跑边充，解决了汽车电池容量带来的续航里程差的问题，因此具有非常好的应用前景。但是在动态无线充电系统中，SiCMOSFET的漏源电压以及漏极电流一直处于变化的过程，这会导致MOSFET的动态特性也一直改变，其中，最直接的变化体现在开关速度上。为了能够让SiCMOSFET的开关速度处于可控的状态，本文设计了一种新型驱动电路，并深入研究了控制策略。本文的研究内容如下： 分析了动态无线充电系统对SiCMOSFET驱动电路的需求，并基于此设计了一种新型的驱动电路拓扑。这种新型的驱动电路可以在开关边沿产生阶梯型电压，从而达到控制SiCMOSFET开关速度的目的。为了使阶梯电压可调，在驱动电路中额外增加阶梯型电压产生电路，可利用多路数字信号控制电压变化。 建立了SiCMOSFET模型，分别从静态特性以及动态特性出发验证模型的准确性。SiCMOSFET建模内容主要分为内核MOSFET、结电容以及体二极管，在完成建模后采用Pspice软件对MOSFET模型进行静态特性以及动态特性仿真，并选取了最接近数据手册特性的SiCMOSFET模型。 建立了SiCMOSFET开关过程数学模型，并在该模型的基础上为新型驱动电路设计控制策略，使SiCMOSFET工作在最优点。以双脉冲测试电路为分析电路，通过电路分析对SiCMOSFET开关轨迹的各个工作时间进行计算，并求出EMI参数以及开关损耗的数学模型。采用加权函数将EMI参数以及开关损耗相结合，通过寻找最优解的方式找到最合适的开关速度，并为新型驱动电路设计了低EMI模式、均衡模式、高效模式三种不同的工作模式。 将新型驱动应用于输入直流源可变的系统上，对驱动电路的动态特性以及三种工作模式的效果进行仿真分析和实验验证。在Pspice和MATLAB中进行联合仿真，把新型驱动电路与基于SiCMOSFET开关数学模型的控制策略结合，验证了驱动电路的可行性以及各个阶梯电压的动态性能，并搭建实物平台，将新型驱动电路应用到DC/DC变换器上，观测了阶梯电压的可调节性，分析了不同电压下各个工作模式的优越性以及缺点，针对实际情况为动态无线充电系统选择最合适的工作模式。 |
| 作者： | 李宗文 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 张立炎 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
检索历史
应用推荐
