直流充电桩电路设计

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1、分类号：TM910.6单位代码：10190研究生学号：201503021密级：公开硕士学位论文杨帅2018年6月直流充电桩电路设计CirccuitDesignofDCChargingPile硕士研究生：杨帅导师：王世荣副教授申请学位：工学硕士学科：电气工程所在单位：电气与电子工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：长春工业大学摘要摘要在电动汽车日益普及，充电技术越来越受到关注的背景下，本文设计了一直流充电桩电路。根据分析研究设计了合适拓扑结构和控制策略，满足了具体指标要求。本文分析了传统PFC电路及常用无桥PFC电路的拓扑结构，论述了各拓扑结构的优缺点，选择改进型无桥BoostPF

2、C电路作为直流充电桩的前级结构。详细分析了改进型无桥BoostPFC电路的工作过程，并建立其数学模型。另外，简单介绍了几种常见无桥PFC控制策略。在分析DC/DC电路常见拓扑结构基础之上，本文选择了移相全桥DC/DC变换电路作为直流充电桩的后级结构。详细分析了移相全桥DC/DC变换电路的工作原理，研究了该电路的ZVS开通条件、副边占空比丢失问题，并建立其小信号模型。另外，简单介绍了单闭环控制和双闭环控制策略。在分析单周期控制策略基本原理的基础之上，本文详细分析了单周期控制策略在无桥BoostPFC电路中的工作原理，并分析了其稳定性条件。然后，介绍了电流控制模式的概念，分析了峰值电流控制模

3、式和平均电流控制模式，并详细分了平均电流控制模式在移相全桥DC/DC变换电路的工作原理。基于上述理论研究，根据具体的电路指标设计了无桥BoostPFC电路的具体参数和移相全桥DC/DC变换电路的具体参数，根据控制要求设计了对应的控制电路。最后，在Maltlab/Simulink软件中搭建了仿真模型，仿真结果表明输出电压稳定，纹波值小，达到了预期的指标要求，验证了所设计电路及控制策略的可行性与有效性。关键词:直流充电桩无桥BoostPFC电路移相全桥DC/DC变换电路单周期控制平均电流控制IAstractAbstractInthispaper,acircuitofDCchargingpil

4、eisdesignedwiththeincreasingpopularityofelectricvehiclesandtheincreasingattentionpaidtochargingtechnology.Thesuitabletopologyandcontrolstrategyaredesignedaccordingtotheanalysisandresearch,whichmeetthespecificrequirements.Inthispaper,thetopologyofthetraditionalPFCcircuitandthebridgelessPFCcircuita

5、reanalyzedandtheadvantagesanddisadvantagesofeachtopologyarediscussed.TheimprovedbridgelessBoostPFCcircuitischosenasthefrontstructureoftheDCchargingpile.TheworkingprocessoftheimprovedbridgelessBoostPFCcircuitisanalyzedindetail,anditsmathematicalmodelisestablished.Inaddition,severalcommonbridgeless

6、PFCcontrolstrategiesarebrieflyintroduced.OnthebasisofanalyzingthecommontopologyofDC/DCcircuit,thephase-shiftedfull-bridgeDC/DCtransformcircuitischosenasthebackstagestructureoftheDCchargingpileinthispaper.Theworkingprincipleofthephase-shiftedfull-bridgeDC/DCtransformcircuitisanalyzedindetail.TheZV

7、Sswitchingconditionandthelossofthesecondarydutycycleofthecircuitarestudied,anditssmallsignalmodelisestablished.Inaddition,thesingleclosedloopcontrolandthedoubleclosedloopcontrolstrategiesarebrieflyintroduced.Onthebasis