电动汽车用DC/DC变换器主电路拓扑结构及电磁干扰的研究

摘要

本论文主要针对燃料电池电动轿车FCEV(Fuel Cell Electrical Vehicle)用DC/DC变换器主电路拓扑结构及电磁干扰产生与抑制问题进行研究.针对燃料电池偏软的输出特性和电动汽车对DC/DC变换器的体积小、重量轻和效率高的要求,本论文分析比较了带变压器的隔离式直流变换器和非隔离式直流变换器的主要优点和缺点,指出隔离式变换电路不适合于FCEV用DC/DC变换器主电路,非隔离式降压(Buck)电路是最佳的主电路方案.在此基础上,分析了非隔离式降压(Buck)电路的工作原理和特点,运用模拟仿真软件PSPICE仿真分析了Buck主电路参数,并在分析比较了各种磁性材料特性的基础上对电感器进行了优化设计.本论文深入讨论了DC/DC变换器中构成电磁干扰的三个主要因素:电磁干扰源、传播途径和敏感设备.分析了DC/DC变换器主电路中存在的主要干扰源及干扰产生的机理以及干扰传播途径,在此基础上,重点讨论了抑制各种干扰的方法及措施(包括传导干扰抑制与辐射干扰抑制等),并给出了具体方案.本论文还从电磁兼容(EMC)测试的目的、组成等方面出发,对整个EMC测试进行了详细的分析,提出了基于汽车电子EMC测试标准的DC/DC变换器EMC测试大纲,并对其中的试验项目、试验仪器、试验场地、试验设置、所应达到的等级进行了详细的分析和介绍.

目录

文摘

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声明

1绪论

1.1引言

1.2本课题研究的目的与意义

1.2.1燃料电池的特点

1.2.2 DC/DC变换器的功能

1.2.3电磁干扰研究在DC/DC变换器研究中的重要性

1.3本文内容提要

1.4参考文献

2 DC/DC变换器主电路方案的研究

2.1隔离式DC/DC变换器主电路方案的研究

2.1.1概述

2.1.2隔离式变换器的基本电路拓扑

2.1.3隔离式变换器在燃料电池电动汽车中的应用研究

2.1.4隔离式DC/DC变换器主电路方案小结

2.2非隔离式DC/DC变换器主电路方案

2.2.1可实现降压功能的DC/DC变换器电路拓扑结构

2.2.2降压型(Buck)变换器主电路方案

2.3本章小节

2.4参考文献

3.DC/DC变换器的电磁干扰(EMI)分析

3.1概述

3.2 DC/DC变换器的干扰源和传播途径

3.2.1开关管Z1

3.2.2二极管D1

3.2.3 由连续波干扰源等造成的空间辐射干扰

3.3 DC/DC变换器的敏感设备分析

3.4本章小结

3.5参考文献

4 DC/DC变换器的电磁干扰抑制措施

4.1抑制电磁干扰源的发射

4.1.1输入端滤波电容的设计

4.1.2降低母排分布电感

4.1.3开关管缓冲电路的设计

4.1.4二极管缓冲电路的设计

4.1.5输出端滤波电容的设计

4.2切断电磁干扰的传输途径

4.2.1切断辐射传播途径

4.2.2切断传导传播途径

4.3结论

4.4参考文献

5 DC/DC变换器电磁兼容试验

5.1电磁兼容测试概述

5.2 DC/DC变换器电磁兼容测试目的

5.3 DC/DC变换器电磁兼容试验大纲

5.3.1 DC/DC变换器对外干扰测试

5.3.2 DC/DC变换器的抗扰度试验

5.4本章小结

5.5参考文献

6结论及今后工作

致谢

附录