電動(dòng)車(chē)用多端口雙向功率變換器設(shè)計(jì)

1.58萬(wàn)字
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摘要：隨著環(huán)保，能源等問(wèn)題的日益突出，電動(dòng)車(chē)的優(yōu)勢(shì)將逐漸體現(xiàn)出來(lái)，相比其他車(chē)輛，它更容易操作，無(wú)污染，噪聲低等優(yōu)點(diǎn)。然而在現(xiàn)有技術(shù)條件下，動(dòng)力電池的性能及使用壽命將會(huì)是電動(dòng)車(chē)發(fā)展的主要瓶頸。針對(duì)這一難題，雙向DC-DC變換器可以有效地解決這個(gè)問(wèn)題，雙向DC-DC變換器可以?xún)?yōu)化電動(dòng)機(jī)控制，
從而提高電動(dòng)車(chē)整體的效率和性能。
雙向DC-DC變換器是典型的“一機(jī)兩用”設(shè)備，它可以實(shí)現(xiàn)能量的雙向傳輸。在需要能量雙向流動(dòng)的場(chǎng)合，采用雙向DC-DC變換器的應(yīng)用可以減少系統(tǒng)的重量，體積以及降低成本，有著重要的研究?jī)r(jià)值。
本文首先介紹了雙向DC-DC變換器的應(yīng)用領(lǐng)域、研究現(xiàn)狀以及在電動(dòng)車(chē)上的應(yīng)用。然后分析了雙向DC-DC變換器相關(guān)的電路如雙向Cuk電路、雙向SEPIC電路、雙向Buck-Boost電路以及雙向半橋電路的原理并對(duì)其仿真，并給出了仿真波形，最后仿真結(jié)果與理論一致。

關(guān)鍵詞：雙向DC-DC變換器 雙向Cuk變換器 雙向SEPIC變換器 雙向半橋


Research and Design of Multi Port Bidirectional Power
Converter for Electric Vehicle
Abstract：With environmental protection, energy and other issues have become increasingly prominent, the advantages of electric cars will be gradually reflected, compared to other vehicles, it is more easy to operate, no pollution, low noise. However, the existing technical conditions, the performance and the service life of the battery will be the main bottleneck of development of electric vehicles. Aiming at this problem, a bidirectional DC-DC converter can solve this problem effectively, optimize the motor control can be bidirectional DC-DC converter, so as to improve the efficiency and performance of the whole electric vehicle.

Bidirectional DC-DC converter is a typical "dual-use" equipment of a machine, it can realize the bidirectional transmission of energy. In need of energy bidirectional flow of the occasion, the application of bidirectional DC-DC converter can reduce system weight, volume and cost reduction, which has important research value.

This paper firstly introduces the research status of the application field, bidirectional DC-DC converter and application in electric vehicles. and then analyzes the bidirectional DC-DC converter related circuit such as the simulation of bidirectional Cuk circuit, bidirectional SEPIC circuit, bidirectional Buck-Boost circuit and bidirectional half bridge circuit and on the principle, and gives the simulation waveforms, the simulation results are consistent with the theory.
Key word：Bidirectional DC-DC converter Bidirectional Cuk converter
Bidirectional SEPIC converter Half bridge

目錄
摘要 I
Abstract II
第一章 緒論 1
1.1 課題背景與意義 1
1.2 雙向DC-DC變換器的應(yīng)用領(lǐng)域 1
1.3 雙向DC-DC變換器的研究現(xiàn)狀 3
1.3.1 雙向DC-DC變換器的原理介紹 3
1.3.2 雙向DC-DC變換器在電動(dòng)車(chē)上面的應(yīng)用 4
1.3.3 雙向DC-DC變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)概述 5
第二章 雙向DC-DC變換器功率電路原理及拓?fù)溥x擇 8
2.1 現(xiàn)有雙向DC-DC功率變換器拓?fù)?8
2.1.1 雙向Buck-Boost變換器電路的工作原理 8
2.1.2 雙向Cuk變換器原理 9
2.1.3 雙向SEPIC變換器原理 10
2.1.4 雙向半橋變換器電路原理 11
2.1.5 雙向變換器工作實(shí)例 12
2.2 變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇 13
第三章 雙向半橋變換器功率電路原理與設(shè)計(jì) 15
3.1 雙向半橋變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析 15
3.1.1 降壓變換器模式 15
3.1.2 升壓變換器模式 16
3.2 雙向半橋變換器電路參數(shù)設(shè)計(jì) 16
3.2.1 功率電路輸入、輸出電壓設(shè)計(jì) 16
3.2.2 開(kāi)關(guān)元器件的開(kāi)關(guān)頻率選擇 16
3.2.3 儲(chǔ)存電感量的計(jì)算 17
3.2.4 輸入、輸出電容電容量計(jì)算 17
第四章 雙向DC-DC變換器控制電路研究 18
4.1 雙向DC-DC變換器的控制方式 18
4.2 PWM控制技術(shù) 18
4.3 雙向DC-DC變換器控制模式分析 19
4.3.1 電壓模式控制 19
4.3.2 電流模式控制 21
4.4 雙向DC-DC變換器控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 22
4.4.1 模擬控制的實(shí)現(xiàn) 22
4.4.2 數(shù)字控制的實(shí)現(xiàn) 23
第五章 DC-DC變換器的仿真 24
5.1 MTLALB簡(jiǎn)介 24
5.2 電流可逆斬波電路仿真 24
5.3 反饋控制的DC-DC Buck-Boost變換電路仿真 26
5.4 雙向半橋DC-DC變換電路仿真 27
5.4.1 負(fù)載為電阻的升壓模式仿真 28
5.4.2 負(fù)載為直流電機(jī)的升壓模式仿真 29
5.4.3 負(fù)載為電阻的降壓模式仿真 30
5.4.4 負(fù)載為直流電機(jī)的降壓模式仿真 31
第六章 畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容總結(jié) 33
致 謝 34
參考文獻(xiàn) 35