基于DSP的车载充电机的设计与实现

车载充电机是一种集成于汽车之上的充电装置,使用便捷灵活,不受地点和时间限制。设计了一款基于DSP的电动汽车车载充电机,采用改进的ZVS移相全桥拓扑结构,以DSP芯片MC56F8346作为主控制器的数字控制系统,使用PWM模块非平衡输出方式产生移相PWM信号,通过CAN总线与汽车电池管理系统通信,实现了充电机的全数字化和网络化控制。详细介绍了充电机工作原理、硬件电路结构、移相PWM的实现过程以及软件的设计,研制了样机并给出了实验结果,对设计方案进行了验证。     

数字化抑制偏磁的100%低地板车载充电机研制

100%低地板车是一种新型、人性化的城市轨道交通车辆.介绍了100%低地板车用充电机的主电路系统结构和控制系统模式,分析了采用隔直电容抑制变压器偏磁的不利影响,并着重对数字化方法抑制高频变压器直流偏磁的控制进行了介绍,最后给出了试验波形.结果表明,采用全数字化控制抑制变换器变压器偏磁的方法正确有效,充电机运行可靠.     

4 kW电动汽车车载充电机的研究与实现

研究分析了电动汽车车载充电机的基本原理,提出了采用两级变换结构的车载充电机设计方案。前级变换器采用Boost型有源功率因数校正电路,以提高功率因数和减小总谐波失真;后级变换器采用移相全桥零电压开关逆变电路,以实现电气隔离和DC/DC转换。依据此方案设计一款4 k W车载充电机,样机测试结果表明:前级Boost型有源功率因数校正电路功率因数大于0.99,总谐波失真不超过4.5%;后级移相全桥零电压开关逆变电路满载效率大于95%,并提供宽的输出电压范围。     

移相全桥控制的软开关充电机设计

主要介绍3k W移相全桥软开关充电机设计中的移相全桥控制电路部分。将移相全桥控制电路应用到充电机的设计中,减小了电路中元件的应力,降低了开关器件的开关损耗。并详细介绍了充电机主电路,以及基于UCC3895的移相全桥控制电路的设计方法。实验证明该设计能够实现软开关,降低了输出电压纹波系数,提高了整机效率。     

基于全碳化硅MOSFET的导轨车充电机应用研究

碳化硅器件因其具有高温、高频和低损耗的性能优势,可有效提高系统效率、降低能耗、减小系统体积和重量,在轨道交通领域有广阔的应用前景。为满足轨道交通日趋智能化、小型化、轻量化的发展需求,针对导轨车辅助变流器,研究了基于一种高压全碳化硅MOSFET器件的导轨车辅助充电机,对碳化硅移相全桥充电机进行参数设计,并通过实验验证碳化硅充电机在效率和温升方面的优势,证明了高压碳化硅应用的可行性。     

隔离型快速直流充电机的研制

研制了一款快速直流充电机,交流侧采用三电平SVPWM技术的整流模块,直流侧采用隔离型移相全桥形式的直流模块。由于整流侧采用三电平SVPWM,交流侧电压、电流谐波含量低,更接近正弦波,直流侧采用超前臂ZVS移相全桥电路,大大地降低了电力电子器件由于开关带来的开关损耗,提高了工作效率。     

新型混合动力电动汽车车载充电机的研究

为了减少混合动力电动汽车(HEV)接入电网充电时向电网注入谐波,车载充电机必须进行功率因数校正(PFC)。目前常用的PFC电路是单相不控整流+Boost两级电路,限制了变换器效率的提高。研究设计了一种交错并联Boost电路作为PFC电路。为了进一步提高效率,采用移相全桥ZVS DC/DC作为车载充电机的后级电路。在对上述的主电路拓扑的工作原理进行分析的基础上,给出了部分关键参数的设计方法,并分别设计了相应的控制策略。仿真和实验结果验证了所设计的新型车载充电机的可行性。     

基于FPGA的移相全桥控制器数字化实现

研究了数字化移相全桥控制器原理,给出了数字化控制器的构成。分析了数字化峰值电流控制方法,并画出其实现波形图。通过对比给出了数字化控制器的优势。提出了以FPGA为主控器件的数字实现方法,解决了传统移相全桥控制器控制精度低,灵活性差,多单元并联控制难的缺点。给出了软件实现框图。最后通过实验对此方法进行了验证。     

电动汽车用六相电驱重构型直流充电机

针对电动汽车(EV)车载充电机充电功率低、成本高等问题,提出了一种六相电驱重构型直流充电机(SEDRC).该充电机将EV中存在的六相逆变器和六相对称永磁同步电机(SSPMSM)绕组重构为Boost变换器,具有功率等级高、成本低等特点.首先,分析了 SEDRC的拓扑结构和运行原理,然后,为了解决充电机运行过程中存在的电机相电流纹波过大问题,提出了一种占空比平均化算法,并结合脉宽调制(PWM)移相技术设计了充电机控制策略.最后,为验证充电机的可靠性及可行性,搭建了一台2 kW的实验样机,实验结果表明该充电机具有良好的动稳态性能.     

单级三相PFC+变压器串并联DC/DC变换器研究

为满足电动汽车车载充电机大功率输出需求,设计了一种单级三相功率因数校正(PFC)+变压器串并联DC/DC变换器。该变换器将三相PFC拓扑和移相全桥拓扑合二为一,采用变频控制,实现了输入PFC、桥臂开关管零电压开关(ZVS)开通和输出电压可调。变压器采用初级绕组串联、次级绕组经全桥整流加电感滤波后再并联的策略,实现了功率拓展及功率自动均衡。分析了变换器工作原理,根据实验技术指标介绍了参数设计和器件选取,分析了变压器在此结构下功率自动均衡原理。最后,设计实验样机验证了其有效性。     

电流型高分辨率DPWM控制器的设计与实现

设计了基于时钟移相的电流型数字脉宽调制(DPWM)控制器,并将其成功应用于数字化逆变焊接电源.分析了单相逆变电源输出极限环产生的原因和抑制措施,提出了基于移相技术的电流型DPWM控制器的设计方案.结合数字化全桥逆变焊接电源,介绍了电流型DPWM控制器的设计过程,并进行了仿真.最后在逆变电源控制系统和全桥数字化逆变电源平台上验证了设计的精确性和可靠性.     

一种新型城轨车辆移相全桥变换电路研究

为了提高传统移相全桥电路在大功率和宽范围输出电压下很难满足半载以下软开关需求,以及电路损耗高的问题,设计了一种新型移相全桥变换电路,即在最难实现软开关的滞后桥臂并联辅助电流源网络,改变移相全桥电路的工作模态,使滞后桥臂在宽范围负载下仍可实现软开关,同时降低电路损耗。对所设计的电路进行仿真和损耗分析,新型移相全桥电路可满足在输出电压77～137.5 V下19%～100%额定负载的软开关需求,相较于传统电路软开关范围提升约15%,同时在软开关范围内,新型移相全桥电路开关器件效率大于96.3%,证明了设计方案的合理性。     

轨道交通高频充电机应用研究

设计了一种轨道交通用的高频充电机,该充电机采用基于移相控制的全桥零电压开关（zvS）变换器的拓扑结构。对该充电机主要参数进行计算和系统建模,仿真结果满足系统要求。主控芯片采用TMS320F28335,算法采用带有电流前馈的比例积分（PI）控制方式,并设计了针对蓄电池负载的充电逻辑,样机试验结果满足系统要求。     

电动汽车充电机仿真研究北大核心

电动汽车充电机为一种非线性负载,大量接入电网会给电网带来很大影响。研究了基于一种典型电动汽车实测数据的充电机仿真模型,采用Boost型APFC进行功率校正,选择隔离式全桥DC/DC变换电路,用PSCAD进行建模,仿真结果表明该模型能够较好地满足车载充电机的各项性能指标。     

大功率智能充电机控制系统研制

通过研制UCC3895控制的大功率移相全桥充电机,分析了该变换器的工作原理,IGBT驱动电路和系统的稳态特性,给出了实现软开关的条件和吸收电路等主要元件参数的设计方法.试验样机的工作证实了本系统能够很好地实现ZVS,具有较好的转换效率和稳定的输出控制.     

全桥移相变换器箝位二极管研究

本文简单介绍了一种加箝位二极管的移相全桥零电压直流变换器的工作原理,详细分析了箝位二极管的工作过程。在仿真和理论分析的基础上,对箝位二极管的参数计算方法进行了研究,通过研制5kw移相全桥软开关DC／DC变换器,验证了箝位二极管计算方法的正确性。该电源已应用在某重点项目中。     

加箝位二极管全桥变换器的研究与应用

介绍了一种加箝位二极管的移相全桥零电压软开关(Phase Shifted Full-bridge Zero Voltage Switching,简称SFBZVS)DC/DC变换器工作原理;详细分析了箝位二极管和辅助电感对系统工作的影响。在仿真和理论分析的基础上,研制了2.6kW移相全桥软开关DC/DC变换器,其效率最大为93.6%。实验结果表明,该变换器比较适合中大功率场合,现已成功用于某重点项目中,并取得了良好的效果。     

功率移相全桥开关电源的研制

本文主要介绍了大功率移相全桥开关电源的研制。介绍了国内外开关电源的现状,分析了移相全桥变换器的工作原理和软开关技术的实现,软开关能降低开关损耗,提高电路效率。给出了电源装置的系统架构,具体阐述了各部分组成电路。试验结果表明,该装置完全满足了设计要求,并成功应用于电镀生产线上。     

高频隔离型电动汽车快速直流充电器研究

研究了一种新颖的高频隔离型电动汽车快速充电直流变换拓扑结构,在传统移相全桥变换器基础上加入简单的辅助网络实现移相全桥ZVZCS,为确保滞后桥臂实现ZVS,将移相全桥ZVZCS结构与半桥LLC谐振电路通过共享滞后桥臂相结合构成混合全桥-半桥电路,变换器以串联形式输出,由PWM移相来控制。论述了为改善传统移相全桥ZVS电路缺陷已提出的一些改进型结构,详细分析了所提出的混合型变换器的工作原理和工作特性,最后研制了15 kW的实验样机,验证了该结构的正确性和优越性。     

“六轴五车体”100％低地板轻轨车辆技术方案

基于国内外低地板轻轨车辆发展的历史、现状,分析总结了低地板轻轨车辆的技术特点,介绍了一种“六轴五车体”100％低地板轻轨车辆的结构,分析了100％低地板轻轨车辆的动力学性能,并指出了需进一步深入进行的研究工作.