纯电动汽车双枪充电桩的研究与设计

摘要

随着近几年经济的飞速发展，我国机动汽车保有量不断攀升，石油消耗量也不断增加，由此而来的汽车尾气污染环境和汽油能源危机等问题日益严重，因此研究与设计一款具有高效率、高功率因数、低谐波等性能的充电桩有着非常重要的意义。
　　本文利用VIENNA整流器的两个输出滤波电容自动均压的功能，在每个滤波电容后面接一个LLC变换器，从而得到两路互不干扰输出的“双枪”充电桩。充电桩的有源功率因数校正采用单周期控制的VIENNA整流器拓扑结构，以满足对输入电流谐波和输入功率因数的工业要求；DC-DC变换器部分采用LLC谐振变换器拓扑结构，采用峰值增益配置法优化设计参数，以达到对效率和输出电压稳压及纹波的要求。
　　首先详细分析了VIENNA整流器的工作原理，以及在单周期控制下该整流器的自动均压功能，并进行小信号建模，设计了电压补偿器及关键参数，使得整流器能稳定可靠地工作。同时搭建了仿真模型，验证了本文设计的基于单周期控制的VIENNA整流器能够实现单位PFC功能，且输出电容电压自动平衡，直流输出电压稳定。
　　然后详细分析了LLC谐振变换器的工作原理，分析了谐振腔参数对电路损耗的影响，肯定了谐振腔参数设计的重要性。并采用峰值增益配置法设计谐振腔参数，并通过仿真验证了参数设计的正确性和可行性。最后通过制作了样机，并通过样机测试，验证该方案的可行性，以及本文参数设计得可用性及可靠性。

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第1章 绪论

1.1 引言

1.2 双枪充电桩整机设计

1.3 本文内容安排

第2章 充电桩VIENNA整流器分析

2.1 VIENNA整流器工作原理

2.2 单周期控制的VIENNA整流器

2.3 输出电容自动均压原理分析

2.4 系统关键参数设计

2.5 本章小结

第3章 充电桩VIENNA整流器设计及仿真

3.1 整流器小信号模型建立

3.2 整流器电压控制器设计

3.3 整流器系统仿真

3.4 本章小结

第4章 纯电动汽车双枪充电桩谐振变换器分析

4.1 谐振变换器理论分析

4.2 谐振腔参数设计

4.3 LLC谐振变换器仿真

4.4 本章小结

第5章 纯电动汽车双枪充电桩输出测试及分析

5.1 实验结果及分析

5.2 实验总结

5.3 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

附录

致谢