基于Buck型PWM整流的充電器控制策略的研究.pdf

1、近年來，蓄電池或超級電容作為儲能設(shè)備在交通、通訊等諸多領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛。充電器設(shè)計的直接對象為蓄電池或超級電容，其體積、重量、效率以及成本成為制造商最為關(guān)注的問題。電壓型PWM整流器特點是可運行在單位功率因數(shù)下，且直流側(cè)輸出電壓高于交流網(wǎng)峰值，須增加一級DC/DC來實現(xiàn)充電，因此效率低且成本高。而Buck型PWM整流器是降壓型變換器，采用一級變換實現(xiàn)充電功能，較電壓型PWM整流器來說綜合性能指標(biāo)更優(yōu)，本文就基于Buck型PWM整流的充

2、電器的控制策略展開研究。
　　本文首先分析了Buck型PWM整流器的開關(guān)狀態(tài)，對Buck型PWM整流器進行建模，分析其工作原理，建立了三相靜止坐標(biāo)系、兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，對輸出電壓電流與輸入電壓、負載、以及濾波電容電感等參數(shù)之間的關(guān)系進行分析和計算，通過計算可得增大輸入電壓與調(diào)制比，或減小輸入電壓與開關(guān)函數(shù)的相位差，能有效提高輸出電壓電流的值。
　　分析了Buck型PWM整流器二、三值邏輯開關(guān)函數(shù)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，

3、零狀態(tài)的選擇，Ⅰ～Ⅵ區(qū)各區(qū)內(nèi)開關(guān)狀態(tài)的切換情況，以及三值邏輯PWM信號的產(chǎn)生。研究發(fā)現(xiàn)Buck型PWM整流器直流側(cè)加入續(xù)流二極管，可將三種零狀態(tài)用一種基于續(xù)流二極管的零狀態(tài)代替，實現(xiàn)了七開關(guān)狀態(tài)的工作模式，降低了開關(guān)損耗。本文針對Buck型PWM整流器常用的間接電流控制和直接電流控制兩種方法，增加電壓外環(huán)，滿足充電器恒流恒壓充電的要求。
　　根據(jù)Buck型PWM整流器的工作原理，本文對輸入電壓AC220V、輸出電壓30～300V、

4、輸出電流10～100A、功率30kW的充電器主電路結(jié)構(gòu)進行了設(shè)計，并對主電路參數(shù)進行了分析與計算，包括濾波電感、濾波電容和直流電感等。
　　最后，本文基于Matlab/Simulink平臺搭建Buck型PWM整流器仿真模型，驗證了開關(guān)信號發(fā)生方式、七開關(guān)狀態(tài)工作方式的可行性和充電器恒壓、恒流、及恒流恒壓的功能。對比了兩種控制策略下輸出電壓電流，網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)和輸入電流THD;通過對比分析可得，直接電流控制穩(wěn)定性較好，在較低輸出電壓電