車載充電機(jī)PFC AC-DC變換器的高性能控制.pdf

1、新能源汽車具有低碳減排的特點(diǎn)，世界各國(guó)政府及汽車企業(yè)對(duì)新能源汽車的發(fā)展高度重視。車載充電機(jī)作為連接電動(dòng)汽車電池系統(tǒng)與電網(wǎng)的接口，其工作性能直接影響電動(dòng)汽車充電效率和電網(wǎng)電能質(zhì)量。在兩級(jí)結(jié)構(gòu)的車載充電機(jī)中，前端PFC AC/DC變換器常采用電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)相結(jié)合的雙閉環(huán)PI控制來(lái)實(shí)現(xiàn)交直流轉(zhuǎn)換和功率因數(shù)校正，該方案存在動(dòng)態(tài)性能差和抗干擾性弱的缺陷，影響系統(tǒng)的運(yùn)行性能。此外，PFC AC/DC變換器的輸出電容通常選用鋁電解電容，該種電容故

2、障率高、壽命低，嚴(yán)重影響變換器的可靠性。因此，提高PFC AC/DC變換器動(dòng)態(tài)性能和可靠性已成為迫切需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。
　　論文在基于微分平坦的PFC AC/DC變換器功率控制的基礎(chǔ)上，提出適應(yīng)負(fù)載需求的非線性功率控制的方法，旨在提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，消除模型不確定性和未知擾動(dòng)對(duì)系統(tǒng)動(dòng)靜態(tài)性能的影響。為此，論文以傳統(tǒng)PFC Boost變換器為主電路進(jìn)行主電路參數(shù)計(jì)算和器件選型，建立雙閉環(huán)PI控制和非線性功率控制的兩種PFC AC/

3、DC變換器Matlab/Simulink仿真模型，通過(guò)仿真對(duì)比驗(yàn)證非線性功率控制的高效性。
　　在非線性功率控制研究的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究車載充電機(jī)PFC AC/DC變換器的無(wú)模型功率控制策略，旨在提升變換器對(duì)其存在的模型不確定性、未知擾動(dòng)及測(cè)量噪聲的魯棒性的同時(shí)簡(jiǎn)化控制器的設(shè)計(jì)。為此，根據(jù)PFC AC/DC變換器的輸入、輸出建立PFC AC/DC變換器的超局部模型，再設(shè)計(jì)無(wú)模型功率控制器，且通過(guò)系統(tǒng)建模和仿真研究證實(shí)所提出的PFC

4、AC/DC變換器無(wú)模型功率控制方法的可行性。在上述工作的基礎(chǔ)上，制作車載充電機(jī)前端PFC AC/DC變換器系統(tǒng)樣機(jī)，基于dSPACE快速控制原型開(kāi)發(fā)平臺(tái)，完成無(wú)模型功率控制的PFC AC/DC變換器系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，證實(shí)該控制策略的可行性和有效性。
　　最后，論文重點(diǎn)研究集成功率解耦的PFC AC/DC變換器設(shè)計(jì)，包括功率解耦電路基本原理、關(guān)鍵參數(shù)計(jì)算和控制器設(shè)計(jì)，旨在吸收PFC AC/DC變換器輸出功率中存在的交流脈動(dòng)部分，且可用小