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高频逆变式电动汽车车载充电电源研究

张书浩

  随着全球能源与环境问题的日益突出,电动汽车在节能减排方面的优势使其得到迅速发展。电动汽车充电电源为电动汽车持续运行提供有效的能源补给,是电动汽车发展的关键零部件之一。因此,设计和研制能较好地满足动力电池的充电需求的车载充电电源,对电动汽车产业化和市场化有重要意义。 本文首先确定了充电电源的总体方案,设计了以DSP为控制核心的数字化高频逆变式电动汽车车载充电电源,电源主电路采用前级Boost型PFC电路与后级全桥逆变电路结合的拓扑结构。完成了主电路功率磁性元器件的设计和制作,主要功率器件的选型,高频驱动电路的设计并制作了主电路的PCB板。设计了以dsPIC33FGS610信号控制器为控制芯片的控制系统,包括信号检测电路、通讯接口电路、开关量控制电路、保护电路等。完成了充电电源的PWM输出、A/D采样、PI控制、LCD显示、RS485通讯等程序的编写和调试。 运用MATLAB/Simulink搭建了充电电源的仿真模型,仿真结果表明电源控制方案的可行性。对数字PFC电路的电流环和电压环进行调试,实现了逆变电源电源前级的数字PFC控制。结果表明,功率因数校正大量减少了输入电流的高频谐波,显著提高了功率因数。 搭建了充电试验平台,分别对电源进行恒流充电、脉冲充电、脉冲充放电试验,实现了不同脉冲频率和占空比下的充电曲线控制。在保证充电电源充电输出的可行性与稳定性后,对48V/12AH的铅酸蓄电池组分别进行了三种充电模式的初步充电试验。结果表明,脉冲充电与恒流充电的充电效果基本相同,而脉冲充放电的充电模式在一定程度上提高了铅酸蓄电池的充电效率。……   
[关键词]:高频逆变;DSP;电动汽车;充电电源
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:华南理工大学2011年