基于GaN功率器件的两级式车载充电机的设计与研究

发布时间：2025-06-19 01:25

　　在全球环境不断恶化,化石能源日益枯竭的背景下。世界各国政府纷纷出台了相应政策来激励电动汽车产业的发展,电动汽车逐渐成为未来汽车发展的主流。而车载充电机作为电动汽车电能补充的关键设备,直接影响着汽车的充电时间以及续航里程。因此,设计符合高可靠性、高效率、以及高功率密度要求的车载充电机,对提高电动汽车普及率起着重要作用。在对车载充电机的相关技术指标进行调研后,对基于Ga N功率器件的两级式车载充电机进行了设计与研究。其前级采用图腾柱Boost PFC拓扑结构,在分析了图腾柱Boost PFC的电路原理和工作模态后,利用Ga N功率器件替换传统的Si MOSFET开关管,保证图腾柱PFC能够运行在连续电流模式,以匹配车载充电机功率等级,工作效率,电流谐波的需求。为保持输出电压的稳定性,采用了电压外环和电流内环的控制方式。根据电路小信号模型推导了控制对象的传递函数,依次设计双环结构中的控制器。后级采用双有源全桥拓扑结构,分析了双有源全桥电路在单移相下的运行模态,并给出了开关管实现软开关的限制条件。提出了一种基于模型的变频控制策略,根据输入电压,设定的输出电压和软开关电流值,实时计算变换器运行时所...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1两级充电机结构

为改善车载充电机的性能,国内外学者采用改进电路拓扑结构,使用高性能宽禁带半导体器件等方式来提升车载充电机的效率,减小整体体积[14]。根据车载充电机的拓扑结构可以将其划分为单级变换结构和两级变换结构[15]。单级结构下,网侧的交流电在经过前级PFC变换器后,将得到的稳定直流电直接....

图1-2基本无桥PFC

前级PFC电路可以分为无源功率因数校正电路和有源功率因数校正电路,其中有源功率因数校正具有结构简单,宽输入电压范围,校正效果更好的优点。单相有源PFC电路包括Boost,Buck,Buck-Boost等结构,其中Boost电路的电感离输入端更近,减缓了输入侧电流的变化速率,同时对....

图1-3图腾柱PFC

为改善基本无桥PFC存在的共模噪声问题[25],多种改进型的无桥拓扑被提出。DualBoost无桥在基本无桥PFC的基础上增加了两个低速二极管和一个电感,形成两套独立的Boost电路。两个二极管分别在输入电压的正半周和负半周时导通,使得输出侧的地与交流输入测相连,以此来减少电路....

图1-4隔离型DC/DC变换器

为了匹配不同的动力电池组电压,后级DC/DC电路必须能在较高的效率下提供宽范围的输出电压。同时考虑到用户安全,需要采用隔离型DC-DC变换器拓扑。隔离型的DC/DC变换器通过一个高频变压器来链接两侧,变压器的两侧分别接入不同拓扑结构的高频整流/逆变电路。根据应用场景的需求,可以选....

本文编号：4050635