低地板车大功率交错并联双向DC/DC变换器系统
摘 要
随着能源、环保等问题的日益突出，低地板车成为近年来发展迅速的一种新型汽车，是21世纪最具有发展前途的绿色清洁汽车。低地板车是用电池替代传统的汽油作为车载能源的，然而在现有的技术条件下，动力电池的性能是低地板车发展的主要瓶颈。双向DC-DC变换器可以优化电动机控制、提高低地板车整体的效率和性能。
针对双向DC-DC变换器存在的开关损耗高等问题，本文研究了一种隔离型双向软开关DC-DC变换器。在介绍变换器工作原理的基础上，本文着重分析了电压、电流的变化规律，特别是推导出各开关元件实现软开关的条件及其数学表达式，并得到了实现软开关的通用条件。最后通过Saber软件对电路在两种模式下的稳态工况和软开关特性进行仿真研究，仿真结果证明根据该通用条件设计的变换器能够在大负载范围内实现软开关。
关键词：双向DC-DC变换器；PWM控制；移相控制
ABSTRACT
Electric Vehicle(EV) becomes a kind of new, fast-developing vehicle in the last years, which has the best future as a green vehicle, as the problems of energy and environment are becoming more and more serious in the 21st century. The energy in EV is provided by storage batteries instead of traditional gasoline and the development of EV are limited by the capacity of its storage batteries with current technologies. It can improve the performance of the storage batteries and the working efficiency of driving systems by using bidirectional DC/DC converter in Electric Vehicle at present.
A soft switching bi-directional DC/DC converter was developed to reduce switching losses. Operation principle of the proposed converter is introduced. The soft switching principle is also introduced briefly. On the basis of the operational analysis, the characteristic of the voltage and current is illustrated and the ZVS conditions of the different switches are also given in detail. What is more, the formula of the universal ZVS condition for all the switches is specially deduced to simplify the four ZVS conditions into one formula for the convenience of the design. And the steady state conditions and soft switching characteristic of the circuit in those two operating mode，are demonstrated by the Saber, experimental results obtained from the converter are shown to verify the validity of the universal ZVS condition.
Key words: Bi-Directional DC/DC converter; PWM control; Phase-shift control;
Soft switching
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题背景和意义 1
1.2双向DC-DC变换器概述 2
1.2.1双向DC-DC变换器的原理 2
1.2.2双向DC-DC变换器的拓扑结构 3
1.2.3双向DC-DC变换器的控制方式 5
1.3双向DC-DC变换器在低地板车上的应用 6
1.4论文的主要研究内容和结构 9
第二章 双半桥双向DC-DC变换器工作原理与结构分析 11
2.1低地板车双向DC-DC变换器 11
2.1.1燃料电池低地板车能量管理系统 11
2.1.2蓄电池燃料电池低地板车动力系统工作模式分析 12
2.2双半桥双向DC-DC拓扑结构的选择与分析 12
2.2.1主功率拓扑的选择 12
2.2.2控制方案选择 13
2.2.3拓扑电路的分析 13
2.3变换器等效电路 14
2.4变换器换流分析 16
2.4.1正向工作模式 16
2.4.2反向工作模式 18
2.5正向/反向模式下的软开关条件 19
2.6本章小结 19
第三章 双半桥双向DC-DC变换器稳态特性分析与设计 20
3.1双向变换器输出特性分析 20
3.2变换器设计 22
3.2.1变压器漏感选择 22
3.2.2开关管应力分析 23
3.2.3输入电感设计 24
3.3本章小结 24
第四章 仿真验证 25
结束语 28
致 谢 29
参考文献 30
参考文献
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