论文部分内容阅读
随着石油等不可再生能源的逐渐减少和环境污染的日益严重,发展具有节能、环保、清洁等优点的电动汽车逐渐成为当前汽车工业的大势所趋。电动汽车充电设施是电动汽车产业推广的前提和基石,是电动汽车普及的关键因素。研究电动汽车充电电源相关技术问题,为充电系统设计和建设提供理论和实践支撑,对电动汽车产业化有巨大的意义。论文首先阐述了电动汽车充电技术和充电电源的发展现状。其次,针对现有充电电源存在的缺陷,并根据充电电源的设计要求和特性,对比移相全桥变换器三种软开关的实现形式,确定本充电电源高频逆变的超前桥臂开关管通过其并联电容实现零电压开关,滞后桥臂开关管的零电流开关则由副边无源钳位电路复位原边电流为零来实现。对该充电电源主功率电路建立简单等效模型,详细分析其工作过程和软开关实现的条件,确定了重要器件的参数和型号。再次,详细论述了充电电源DSP+CPLD控制系统的软硬件设计。DSP主要进行数据采集和运算处理,CPLD主要用于完成故障信号的逻辑运算,对故障信息进行响应。针对IGBT过流保护,提出了一种分级保护方法,设置多个IGBT过流点,兼顾IGBT瞬间过流能力和对IGBT的保护;论文还提出了一种IGBT过流半周期保护的方法,比传统周期保护使变压器原边电流更为连续,解决了变压器的轻微偏磁现象。此外,针对多单机并联常处于轻载运行,能耗大、谐波污染严重、效率低下等问题,提出了一种避免轻载运行的并联运行方案;同时针对目前多单机并联在恒压输出模式时难以兼顾均流的问题,给出了一种基于CAN总线的数字均流方案。最后完成了实验样机的搭建,在此样机上进行了系统调试和相关实验,实验结果表明:该充电电源实现了全范围软开关,满载效率达96.5%,具有多种保护功能,性能参数均达到电动汽车的充电要求;采用避免轻载运行方案的多单机并联系统整机效率均能维持在90%及以上,各单机实现均流效果良好,均流精度在2%以内。