磁耦合谐振式无线双向车载变换器设计.pdf

《磁耦合谐振式无线双向车载变换器设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号密级磁耦合谐振式无线双向车载变换器设计研究生姓名：刘贤指导教师姓名、职称：龙永红教授学科专业：电气工程研究方向：现代电力电子技术及系统湖南工业大学二〇一八年六月十日摘要双向DC-DC变换器广泛应用于电力应用系统，如车对电网系统（V2G）等。目前，插入式或硬连线充放电方式易受污染和潮湿的影响，难以适应恶劣的工作环境。另外，频繁的拔插会出现设备磨损，接触不良，同时还存在易产生火花、漏电等安全隐患。针对以上问题，本文将无线电能传输应用到V2G技术中，设计了磁耦合谐振式无线双向车载变换器，前级通过全桥变换器

2、调节工作频率，后级通过双向BUCK-BOOST变换器控制输出。通过频率跟踪技术，解决无线传输系统频率失谐问题。通过双向BUCK-BOOST变换器，使得系统输出稳定。论文主要完成以下内容：（1）针对无线系统谐振电容发生变化，引起系统谐振频率点发生变化和漂移问题；设计了基于频率跟踪的变换器变频控制技术。首先通过对发射与接收线圈在串联不同谐振电容值的情况进行仿真，分析了无线传输效率、输出功率与谐振频率的变化趋势。然后，根据频率跟踪电路采样的电压和电流相位，确定系统是否工作在谐振点。当系统失谐时，采用频率跟踪技术

3、调节逆变器工作频率，让系统可以再次工作在谐振频率状态。（2）针对无线传输系统不能够灵活、高效的给蓄电池进行充放电的问题，设计了双向BUCK-BOOST变换器。首先，利用双向BUCK-BOOST变换器的小信号模型，计算出模拟PI控制器的具体参数。然后，根据蓄电池充放电特性，设计了双向变换器的恒压恒流控制策略，并绘制了相应的软件流程图。仿真与实验结果表明，双向BUCK-BOOST变换器能够实现恒压、恒流控制，并且在输入和负载变化时能够保持输出稳定。实验结果表明，无线装置能够实现能量的双向流动，同时无线系统的传

4、输距离在15cm时，系统输出电压稳定在48V，整体效率在90%以上。本文设计的无线双向车载变换器实现了能量的高效传输和稳定输出。关键词：双向DC-DC、磁耦合谐振、频率漂移、BUCK-BOOSTIABSTRACTBidirectionalDC-DCconvertersarewidelyusedinmanypowerapplications,suchastheelectricpowergridsystem(V2G)andsoon.Atpresent,theinsertionorhardwiredchargi

5、nganddischargingmethodsaresusceptibletopollutionandhumidity,anditisdifficulttoadapttotheharshworkingenvironment.Inaddition,frequentpluggingcancausewearandtearonequipment,andtherearesafetyhazardssuchassparkandleakage.Inviewoftheaboveproblems,thispaperappli

6、esthewirelessenergytransmissiontoV2Gtechnologyanddesignsthemagneticcouplingresonantwirelessbi-directionalvehicleconverter,andtheformerisregulatedbythefull-bridgeconverter,andthelatteriscontrolledbythebidirectionalbuck-boostconverter.Thefrequencymismatchof

7、wirelesstransmissionsystemissolvedbyfrequencytrackingtechnology.Theoutputofthesystemisstablethroughbidirectionalbuck-boostconverter.Thethesismainlycompletesthefollowingcontents:(1)Inresponsetothechangesinthewirelessresonantcapacitance,theproblemofthechang

8、eanddriftofthewirelessresonantfrequencypointiscaused,andtheconverterfrequencycontroltechnologybasedonfrequencytrackingisdesigned.Firstly,bysimulatingtheresonantcapacitanceofthetransmittingandreceivingcoilsinseriesof