纯电动汽车充电桩的无桥PFC控制算法和EMI抑制研究

摘要

纯电动汽车的大量涌入市场，极大的推动了以纯电动汽车充电桩为主的纯电动汽车配套设施的建设。然而，由于纯电动汽车充电桩在给充电桩充电时，会存在输入电压不稳定和输出负载波动的情况，以及充电桩的EMC方面的考虑，这些都对充电桩电路的可靠性提出了要求。本文以充电桩中的无桥PFC控制算法和DC/DC电路前端的EMI作为研究对象，进行了详细的分析和研究，本文主要的研究工作如下：
　　（1）对现有的无桥PFC拓扑进行进行系统的分析，简要讨论了在不同的拓扑下电路的导通损耗、输出电压的波动情况和电感采样电路的复杂程度等方面不同拓扑的优劣。
　　（2）给出功率转换电路的总体结构，对其中无桥PFC电路和全桥DC/DC电路的工作原理和特性进行了详细的分析介绍。
　　（3）基于上述的电路结构，首先对无桥PFC电路建立数学模型，对目前最常用的三种无桥PFC控制算法进行了推导，根据理论建立了无桥PFC的仿真模型。根据仿真电路在输入电压扰动、输出电压波动以及功率因数等方面的测试数据，结合各算法的优劣，最后使用单周期预测算法作为电路的控制算法，并进行了仿真验证。
　　（4）为了使充电桩电路的满足EMC要求，提出一种新型的数字有源EMI滤波方法，并在saber软件上进行了仿真验证，证实了此方法的可行性。
　　本文对充电桩功率转换电路（PFC和DC/DC）与控制技术的理论和实践相结合，并在仿真平台了证明了上述理论的正确性，为充电桩的功率转换电路研究以及控制策略的运用提供了可靠地理论和实践依据，具有现实意义。

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第一章 绪论

1.1 研究背景及研究意义

1.2 国内外纯电动汽车充电桩的研究现状

1.3 本文主要内容以及结构安排

第二章 无桥PFC拓扑结构以及EMI抑制方法

2.1前言

2.2无桥PFC拓扑分析

2.3 无桥PFC的控制策略

2.4 无桥PFC电磁干扰的研究

2.5 本章小结

第三章 基于无桥PFC的纯电动汽车充电桩总体电路

3.1 充电桩总体电路

3.2 无桥Boost PFC的拓扑结构

3.3 全桥DC/DC电路设计

3.4 充电桩的整体电路

3.5 本章小结

第四章 纯电动汽车充电桩的无桥PFC控制算法研究

4.1 无桥Boost PFC的电路模型分析

4.2 三种不同的PFC控制算法的理论比较

4.3仿真验证及分析

4.4三种控制算法对比

4.5 充电桩整体电路仿真

4.6本章小结

第五章 数字有源EMI滤波器设计

5.1 数字有源EMI滤波器的设计原理

5.2 数字有源EMI滤波器的设计过程

5.3 数字控制器设计

5.4 仿真验证

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 工作总结

6.2 下一步工作及展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间取得的研究成果