磁流變緩沖器驅動電流源研究1.pdf

1、傳統(tǒng)汽車緩沖裝置由于參數(shù)不可控制、自適應能力差，只能在特定的碰撞環(huán)境下才能取得較好的緩沖效果，限制了其廣泛的應用。磁流變緩沖裝置作為一種智能緩沖器件，具有緩沖力實時可控、自適應能力強的優(yōu)點，彌補了傳統(tǒng)緩沖裝置的不足，是目前汽車碰撞緩沖裝置的重要發(fā)展方向之一。鑒于汽車碰撞過程極短，對磁流變緩沖裝置的響應時間提出了極高的要求，驅動電流源的響應時間是緩沖器響應時間的主要影響因素之一，因此設計快速響應的電流源直接決定磁流變緩沖裝置能否有效、可靠

2、的運行。目前國內(nèi)外對磁流變裝置驅動電流源研究對象主要為小阻值、小電感的緩沖裝置，同時研究的電流源只有一路輸出，只能驅動單個緩沖裝置，不適用于多個緩沖裝置的供電需求。因此研究一種驅動能力強、響應速度快、多路可控輸出的電流源對驅動阻抗較大的緩沖裝置，提高汽車碰撞安全性能具有重要現(xiàn)實意義。本文以磁流變緩沖器為研究對象，針對大阻值、大電感的緩沖器，提出了一種全新的“推挽+Buck”兩級式拓撲結構。具體研究內(nèi)容如下：
　?、俳榻B了磁流變緩沖

3、器的研究背景，詳細列舉了目前國內(nèi)外磁流變裝置驅動電流源研究現(xiàn)狀及常見多路輸出開關電源技術，針對目前多路輸出開關電源技術存在的問題，闡述了本文的研究內(nèi)容。
　?、谟删彌_器的勵磁線圈結構得到緩沖器等效電路模型，結合實際簡化了緩沖器等效電路，從理論上分析了磁流變緩沖器響應時間的主要影響因素，通過Matlab軟件仿真得到緩沖器等效電阻、等效電感、供電電壓等對響應時間的影響，并提出了通過提高前級供電電壓和采用高效的控制方法來降低磁流變緩沖器

4、的響應時間。
　　③比較了半橋變換器、全橋變換器和推挽變換器拓撲結構的優(yōu)缺點，針對大阻值、大電感的磁流變緩沖器，提出了一種新的“推挽+Buck”兩級式結構，并詳細分析了所選拓撲結構的工作原理及各個元器件所承受的電壓應力和電流應力，為元器件選擇提供了參考。
　?、芙Y合磁流變緩沖器響應時間的需求，前級推挽變換器將蓄電池電壓12V放大到60V電壓，大于實際所需電壓40V。根據(jù)各個元器件所需承受的電壓應力和電流應力，完成了推挽變換器

5、設計、功率元器件選取、變換器驅動電路設計、輸入輸出濾波器的設計、PCB板繪制等。計算了前級推挽變換器的輸出阻抗和后級Buck變換器的輸入阻抗，帶入?yún)?shù)，得到輸出阻抗高于輸入阻抗兩個數(shù)量級，驗證了所設計兩級式拓撲結構的穩(wěn)定性。
　?、荽罱藢嶒炂脚_，進行了軟件部分的設計，測試了控制信號的占空比與輸出電流之間的關系，將所設計的電流源與磁流變緩沖器進行了連接，測試了相應時間，并與理論響應時間進行了對比和誤差分析。實驗結果表明在驅動磁流變