基于移相全橋電路的充電樁實現(xiàn).pdf

1、當今世界，能源極度緊缺，環(huán)境污染嚴重，特別是近幾年來全球范圍霧霾天氣的增多，進一步表明了環(huán)境問題到了亟待解決的地步。究其原因，機動車排放的尾氣是重要的污染物之一。使用清潔能源來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的汽油、柴油，一方面緩解能源危機，另一方面可以減小對環(huán)境的污染程度。于是零排放、無污染的電動汽車日益成為全球關(guān)注的焦點，如何實現(xiàn)電動汽車的高效快速充電，成為業(yè)界的主要熱點之一。
　　綜觀電力電子系統(tǒng)中所常用的電路拓撲，發(fā)現(xiàn)移相全橋DC-DC變換器很適

2、合大功率并且可以實現(xiàn)軟開關(guān)，效率可以做的很高，是適合于電動汽車領(lǐng)域的。本文基于移相全橋電路研制了一款充電樁，其輸出電流波形呈正弦紋波疊加恒流分量，理論上可以減小電池的交流阻抗從而提高充電樁對電池的充電效率。
　　首先，本文詳細介紹了電動汽車以及充電樁的發(fā)展現(xiàn)狀，電池的充電方法以及軟開關(guān)技術(shù)的應用。之后圍繞移相全橋變換器的特點，分析了其基本工作原理以及關(guān)鍵的波形，并對其所存在的關(guān)鍵性問題進行了分析，包括占空比丟失、變壓器副邊電壓震蕩

3、以及滯后臂軟開關(guān)的實現(xiàn)等問題。特別是針對變壓器副邊的電壓震蕩問題，給出了具體的公式來計算吸收電路中的元件參數(shù)。
　　然后，本文設計了充電樁電源的硬件電路和軟件控制。硬件設計主要包括主電路功率器件的選型、磁性元件的設計、輔助電源的設計、采樣電路的設計及驅(qū)動電路的設計等。同時，基于Buck電路的小信號模型和狀態(tài)空間平均法對移相全橋電路進行了建模，在此模型的基礎上，利用Matlab軟件中的SISO組件完成了充電樁電流外環(huán)和電壓內(nèi)環(huán)的雙閉

4、環(huán)控制系統(tǒng)。之后，搭建了以DSP芯片TMS320F28027為核心的數(shù)字控制平臺，并實現(xiàn)了移相控制、PI調(diào)節(jié)器、電路軟啟動、過壓過流保護以及雙閉環(huán)控制等功能。
　　最后，利用PSIM仿真軟件對充電樁電源分別進行了開環(huán)和閉環(huán)的仿真，給出了仿真波形。同時，設計了一款3kW的實驗樣機，并對樣機的實驗波形及測試數(shù)據(jù)進行了分析，驗證了設計的正確性。
　　本文基于移相全橋DC-DC變換器和DSP數(shù)字控制平臺實現(xiàn)了充電樁的輸出電流呈現(xiàn)正弦