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基于双频功率因数校正电动汽车锂电池充电器研究
| 论文题名： | 基于双频功率因数校正电动汽车锂电池充电器研究 |
| 关键词： | 电动汽车;锂电池;充电器;双频功率因数校正;单周控制;移向全桥 |
| 摘要： | 本文阐述了电动汽车充电系统研究的背景和意义，介绍了世界各国电动汽车发展的现状和未来的发展趋势。在电动汽车的发展过程中，电动汽车的充电环节一直都是非常重要的一环。常规的充电系统整流环节采用不可控或者相控整流，整流器对电网造成了比较严重的谐波“污染”。随着近些年“绿色能源”概念的提出，人们对电网“污染”源的整流器开展了研究，用Boost电路进行的功率因数校正技术是其中的一种，它可以使整流器网侧实现波形正弦化，提高单位功率因数。 本文针对电动汽车充电器，开关频率高，开关损耗大，容量等级要求高等特点，将双频理论思想运用到电动汽车锂电池充电器中。首先介绍了双频Boost变换器的工作原理，并对该变换器的主要参数进行了计算。然后介绍了Boost变换器功率因数校正的几种方法，通过对比研究，最终选定单周控制作为双频Boost变换器功率因数校正的方法。单周控制具有恒频控制，控制简单，动态响应快等优点。 本文选取IR1150S作为基于单周控制的双频功率因数校正的控制芯片，完成了主电路和控制电路参数的设计，并利用Matlab软件搭建了该变换器的仿真模型，仿真结果表明，该变换器和传统Boost PFC变换器具有近似相同的PFC效果，但要比传统Boost PFC变换器的效率有所提升。 移相全桥PWM变换器作为一种具有优良性能的移相全桥变换器，其两个桥臂的开关管都在零电压软开关条件下运行，开关损耗小，开关频率固定，在拓扑结构上添加并联电容和谐振电感，结构简单，控制也简单，顺应了直流电源小型化、高频化的发展趋势，因此该变换器在低压大电流场合，有着广泛的应用。本文对该变换器的工作原理进行了详细分析，通过建立Buck变换器的小信号模型，推导出该变换器小信号模型，并在此基础上，进行了双闭环控制系统的设计和仿真。 最后，本文基于充电理论，结合双频功率因数校正技术和移相全桥技术在低压大电流应用方面的优点，设计了一台基于双频功率因数校正的电动汽车锂电池充电器，并完成了主电路和控制电路的设计，实验结果表明，该充电器不仅可以进行功率因数校正，还能提高系统的效率，实现恒压恒流充电。 |
| 作者： | 付炎炎 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 王明渝 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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