外文翻译---电动汽车DC-DC电源转换器的原理、建模和控制
dc-dc变换器原理
dc-dc变换器原理
DC-DC变换器是一种电力电子设备,它可以将直流电压转换为不同电压等级的直流电压输出。
其工作原理基于电感和电容的储能特性。
当输入电压施加在变换器的输入端口上时,输入电流开始流过电感。
由于电感的特性,电流变化率有限,电感中的电能会增加。
然后,输入电压被关闭,使电感的磁场崩溃,导致电感中的电流减小。
由于电感的自感特性,电压会增加,从而产生一个与输入电压不同的输出电压。
在DC-DC变换器中,电容被用于平滑输出电压。
当电感储能结束时,电容开始释放其储存的能量,以供应输出负载。
通过控制开关频率和占空比,可以实现对输出电压的调节。
DC-DC变换器还运用了反馈控制系统,通过监测输出电压与期望电压之间的差异来调整开关频率和占空比,从而实现对输出电压的稳定控制。
多种DC-DC变换器拓扑结构和控制策略被用于不同应用场景中,以满足不同的功率转换需求和效率要求。
总之,DC-DC变换器利用电感和电容的储能特性,通过控制开关操作,实现对直流电压的转换和稳定调节。
这使得它在许多电子设备中得到广泛应用,如电源适配器、电动汽车、太阳能系统等。
DCDC转换器工作原理及用途
DCDC转换器工作原理及用途
DC-DC转换器,即直流-直流转换器,是一种将直流电源转换为不同电压或电流的电子设备。
其主要工作原理是通过改变输入端电压的波形、频率、极性和振幅,然后将这些改变应用到输出端,从而实现对电源电压的转换。
DC-DC转换器的工作原理如下:
1.输入端电源进行整流,将交流电转换为直流电。
2.通过谐振电容和电感元件构成一个振荡电路,产生高频振荡信号。
3.将高频振荡信号输入到变压器变压器中,通过变换器将输入端电压进行变换,然后输出到输出端。
4.输出端通过后级电路进行输出过滤,以获得所需要的电压或电流。
DC-DC转换器的用途广泛,以下为几个主要的应用领域:
1.电子设备:用于手机、平板电脑、笔记本电脑等电子产品的电源管理,将电池或外部电源的电压转换为所需的电压供应给电子设备。
2.电力系统:用于电力系统的直流输电、直流-交流逆变、直流-直流变换等。
3.汽车电子:用于汽车电子系统中的电源管理、电动车辆的能量转换和储存等。
4.太阳能电源系统:用于太阳能光伏电池组的能量转换和储存,将太阳能电池的直流电转换为交流电或其他所需的电压和电流。
5.工业控制与自动化:用于工业控制设备的电源管理,提供稳定的工
作电压或电流。
6.通信设备:用于通信基站、无线设备、卫星通信等设备的电源管理,提供所需的电压和电流。
总结:DC-DC转换器是一种能够将直流电源转换为不同电压或电流的
电子设备,其工作原理是通过改变输入端电压的波形、频率、极性和振幅,然后将这些改变应用到输出端。
它在电子设备、电力系统、汽车电子、太
阳能电源系统、工业控制与自动化、通信设备等领域有着广泛的应用。
纯电动汽车DC-DC变换器的结构与工作原理
DC-DC结构与工作原理
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DC-DC的结构与工作原理
DC-DC:将动力电池的高压直流电转换为整车低压12V直流电,给整 车低压用电系统供电及蓄电池电池充电
①:DC-DC ②:12V蓄电池
②
①
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DC-DC的结构与工作原理
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DC-DC的结构与工作原理
-4-
DC-DC的结构与工作原理
高压输入端 A:电源负极 B:电源正极
低压控制端 A:控制电路电源使能信号 B:电源状态信号输出 C:控制电路电源
-5-Biblioteka DC-DC的结构与工作原理
DC-DC变换器工作流程: 1、整车on档上电或充电唤醒 2、动力电池完成高压系统预充电流程 3、VCU发给DC-DC变换使能信号 4、 DC-DC变换器开始工作
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DC-DC的结构与工作原理
判断DC-DC是否工作的方法: 工作条件:高压输入电压范围为DC290V~420V,低压使能输出范围为9~14V。 方法: 第一步,保证车辆在线束正常连接情况下,上电前使用万用表测量蓄 电池的初始电压值并记录。 第二步,整车0N档上电,再用万用表测量蓄电池电压,查看变化情况, 如果数值在13.8~14之间,说明DC工作正常。
dcdc原理
dcdc原理DCDC原理。
DCDC(直流-直流)转换器是一种电子器件,用于将一个直流电压转换成另一个直流电压的设备。
它是电子设备中非常常见的一种电源转换器,广泛应用于各种电子设备中,如手机充电器、电脑电源适配器、汽车电子设备等。
DCDC转换器的基本原理是利用电感和电容储存能量,通过控制开关管的导通和截止来改变电路的拓扑结构,从而实现输入电压到输出电压的转换。
在DCDC 转换器中,开关管的导通和截止由控制电路来控制,控制电路通常由PWM(脉冲宽度调制)控制器和反馈电路组成。
PWM控制器是DCDC转换器中的核心部件,它通过不断地调整开关管的导通时间,来控制输出电压的稳定性和精度。
同时,PWM控制器还能实现对电流、功率等参数的精准控制,使得DCDC转换器在各种工作条件下都能够保持稳定的输出特性。
在DCDC转换器中,反馈电路起着监测输出电压并将监测结果反馈给PWM控制器的作用。
通过反馈电路,PWM控制器可以根据输出电压的变化情况及时调整开关管的导通时间,从而实现对输出电压的精确控制。
反馈电路通常由电压采样电路、误差放大器和比较器组成,它们共同工作,确保DCDC转换器能够稳定、准确地输出所需的电压。
除了PWM控制器和反馈电路,DCDC转换器中还包括输入滤波电路、输出滤波电路、保护电路等部件。
输入滤波电路用于滤除输入电压中的杂波和干扰信号,保证转换器的稳定工作;输出滤波电路则用于滤除输出电压中的纹波和噪声,提高输出电压的纯净度;保护电路则用于对转换器进行过流、过压、短路等异常情况的保护,保证转换器和被供电设备的安全运行。
总的来说,DCDC转换器是一种非常重要的电子器件,它通过精密的控制电路和反馈电路,实现了对输入电压到输出电压的高效转换。
在现代电子设备中,DCDC转换器已经成为了不可或缺的一部分,它为各种电子设备提供了稳定、高效的电源,推动了电子技术的不断发展和进步。
dc-dc变换原理
dc-dc变换原理
DC-DC变换器是一种电子设备,用于将直流(DC)电压转换为另一种直流电压。
这种转换器在许多电子设备中都有广泛的应用,例如在电源适配器、电动汽车、太阳能系统和通信设备中都可以看到它们的身影。
DC-DC变换器的工作原理基于电感和电容的原理,通过精确控制开关管的导通和截止来实现输入电压到输出电压的变换。
DC-DC变换器的基本工作原理是利用电感和电容储存和释放能量,从而实现电压的升降。
当输入电压施加到变换器上时,开关管周期性地开关,这导致电感和电容中的能量储存和释放。
通过调整开关管的占空比和频率,可以实现对输出电压的精确控制。
在一个典型的升压型DC-DC变换器中,当开关管导通时,电流会通过电感和负载,从而储存能量。
当开关管截止时,电感中的储能会释放,从而提供给负载。
通过控制开关管的导通和截止时间,可以实现输出电压的精确控制。
相比于线性稳压器,DC-DC变换器具有更高的效率和更小的体积。
这使得它们在需要高效能转换和对电源体积要求严格的场合中
得到广泛应用。
总之,DC-DC变换器是一种非常重要的电子设备,它通过精确控制电感和电容的能量储存和释放,实现了输入电压到输出电压的精确变换。
在现代电子设备中,它们的应用已经变得非常普遍,为我们的生活带来了诸多便利。
新能源车dcdc工作原理
新能源车dcdc工作原理全文共四篇示例,供您参考第一篇示例:随着环保意识的增强和能源资源的日益枯竭,新能源车已经成为人们重视的交通方式。
而新能源车中的DCDC(直流电-直流电转换器)是新能源车的一个重要部件,它起到了重要的作用。
本文将介绍新能源车DCDC的工作原理及其重要性。
DCDC工作原理:新能源车通常使用高压直流电池作为动力源,而车载设备(如车载灯光、音响、空调等)需要使用低压直流电,这就需要一种转换器来将高压直流电转换为低压直流电。
这就是DCDC所要完成的工作。
DCDC可以将高压直流电源转换为各种低压电源,供给车辆中各种设备的使用。
DCDC通常由功率器件、控制电路和滤波电路组成。
功率器件通常是MOSFETやIGBT,它通过开关控制来改变输入电压输出电压,同时能够实现能量的转换。
控制电路负责控制功率器件的开关,并根据负载变化来调节输出电压和电流。
滤波电路用于滤除输入和输出端的杂散信号,保证电路的稳定工作。
新能源车DCDC的重要性:1. 电能转换效率高:DCDC可以根据实际需要调整输出电压和电流,从而使得能量转换的效率更高,降低了能源消耗。
2. 电路保护作用:DCDC内部通常设计有多重保护功能,包括过流保护、过热保护、短路保护等,能够有效保护电路和设备的安全运行。
3. 适应性强:新能源车的工作环境和负载变化较大,DCDC能够根据实际情况灵活调整电压和电流输出,适应不同的使用情况。
4. 降低成本:通过DCDC的功率转换作用,减少了对电池的额外压力,降低了电池的损耗和使用寿命,从而减少了整车的成本。
DCDC在新能源车中发挥着重要的作用,它不仅能够有效降低车载设备对高压电池的影响,还能够提高能源利用效率,降低能源消耗,对于新能源车的性能和安全性都起到了非常重要的作用。
希望随着科技的不断进步和创新,DCDC技术也能够不断提升,为新能源车的发展做出更大的贡献。
第二篇示例:新能源车(New Energy Vehicle,NEV)是指采用新能源技术的汽车,主要包括纯电动汽车、插电式混合动力汽车和燃料电池汽车。
电动汽车dcdc转换器工作原理
电动汽车dcdc转换器工作原理电动汽车DC-DC转换器工作原理随着环保意识的增强和能源危机的日益严重,电动汽车作为一种清洁能源交通工具逐渐受到人们的青睐。
而电动汽车的核心部件之一就是DC-DC转换器,它的工作原理对电动汽车的性能和能效具有重要影响。
DC-DC转换器是一种电子器件,主要用于将直流电源的电压转换为适合电动汽车各个模块使用的电压。
它的主要功能是通过转换电压来满足电动汽车不同电路的电压需求。
这是因为电动汽车的各个部分(如动力电池组、驱动电机等)对电压的要求不同,而直流电源的输出电压往往不符合这些要求,因此需要通过DC-DC转换器来实现电压的变换。
DC-DC转换器的工作原理可以简单地概括为两个步骤:变压和电能转换。
首先是变压过程。
当直流电源输入到DC-DC转换器时,它会经过一个变压器,通过变压器的绕组比例来改变输入电压的大小。
变压器一般由磁性材料制成,通过磁场的变化来实现电压的变换。
通过控制输入输出绕组的匝数比例,可以实现输入电压的升高或降低。
其次是电能转换过程。
变压器通过变压实现了电压的变换,但电能的形式仍然是直流电。
为了满足电动汽车各个模块的需要,DC-DC 转换器需要将直流电转换为交流电或恒定电流。
这一过程通常通过控制开关管的开关状态来实现。
开关管是DC-DC转换器的核心元件,它的开关状态决定了电能是被传送到输出端还是被截断。
在DC-DC转换器中,开关管的开关状态由一个控制电路来控制。
控制电路通过检测输入输出电压的差异来判断开关管的开关状态。
当输入电压高于输出电压时,控制电路会关闭开关管,阻断电流的传输;当输入电压低于输出电压时,控制电路会打开开关管,允许电流的传输。
通过不断地开关和关闭,DC-DC转换器可以将直流电源的电能转换为适合电动汽车各个模块使用的电能形式。
除了变压和电能转换,DC-DC转换器还具备一些其他的功能。
例如,它可以实现对输出电压的精确调整和稳定控制,以适应电动汽车系统中不同模块的需求。
纯电动汽车dcdc工作原理
纯电动汽车dcdc工作原理纯电动汽车dcdc是指直流到直流的变换器,它是电动汽车的重要组成部分,主要用于电动汽车的电子控制系统,将高压直流电池的电压转换为低压直流电压,以供电子设备使用。
本文将详细介绍纯电动汽车dcdc的工作原理。
1. 基本结构纯电动汽车dcdc由输入端、输出端和控制电路三部分组成。
输入端接收高压直流电池的电压,输出端输出低压直流电压,控制电路通过控制开关管的导通与断开,实现输入端与输出端之间电压的变换。
2. 工作原理纯电动汽车dcdc的工作原理可以分为两个部分:能量存储和能量转换。
2.1 能量存储纯电动汽车dcdc的能量存储是指将高压直流电池的电能存储在电感和电容中。
当开关管导通时,高压直流电池的电能被电感和电容存储,此时电感中的电流增加,电容中的电压增加。
当开关管断开时,电感和电容中的电能被释放,此时电感中的电流减小,电容中的电压减小。
通过周期性的导通与断开,实现电能的存储和释放。
2.2 能量转换纯电动汽车dcdc的能量转换是指将高压直流电池的电压转换为低压直流电压。
当开关管导通时,高压直流电池的电压通过电感和开关管传递到输出端,此时输出端电压增加;当开关管断开时,输出端电压由电感和电容提供,此时输出端电压减小。
通过周期性的导通与断开,实现电压的变换。
3. 控制策略纯电动汽车dcdc的控制策略主要有PWM控制和谐振控制两种。
3.1 PWM控制PWM控制是指通过控制开关管的导通与断开时间比例,实现输出端电压的控制。
当开关管导通时间增加时,输出端电压增加;当开关管断开时间增加时,输出端电压减小。
通过调节导通与断开时间比例,实现输出端电压的精确控制。
3.2 谐振控制谐振控制是指通过控制开关管的导通与断开时刻,实现谐振电路的谐振频率与输出端电压的控制。
谐振控制具有高效性和高稳定性的优点,但控制难度较大。
4. 应用领域纯电动汽车dcdc广泛应用于电动汽车、太阳能电池板、风能发电等领域,实现高压直流电压到低压直流电压的变换。
电动汽车双向DC-DC变换器的研究
电动汽车双向DC-DC变换器的研究电动汽车双向DC/DC变换器的研究引言随着环境问题的日益突出和人们对能源资源的关注,电动汽车作为清洁能源交通工具得到了广泛的关注和推广。
而电动汽车中的双向DC/DC变换器作为关键的能量转换器件,对于电动汽车的性能和效能有着重要影响。
因此,本文旨在对电动汽车双向DC/DC变换器进行研究,探讨其工作原理、优势和挑战。
一、双向DC/DC变换器的工作原理双向DC/DC变换器是一种能够实现能量的双向转换的电子器件,在电动汽车中发挥着重要的作用。
其基本的工作原理是通过调整输入电压和输出电压之间的电压和电流关系,实现能量的转移和转换。
具体而言,双向DC/DC变换器由两个电感、两个开关管和一个电容组成。
当输入电压较高时,通过控制开关管的导通和关断,将电能从高压端转移到低压端,实现升压转换。
当输入电压较低时,通过控制开关管的导通和关断,将电能从低压端转移到高压端,实现降压转换。
这种双向的能量转换方式,可以满足电动汽车电池组充电和放电的需求。
二、双向DC/DC变换器的优势1. 提高能量利用率:双向DC/DC变换器能够实现能量的双向转换,充分利用电池组的能量,提高能量利用率,延长电动汽车的续航里程。
2. 实现快速充电:双向DC/DC变换器可以通过升压转换将输入电压提高到较高的水平,实现电动汽车的快速充电,在短时间内充满电池组。
3. 实现能量回馈:双向DC/DC变换器可以将电动汽车制动过程中产生的能量回馈到电池组中,减少制动能量的浪费,提高能量的利用效率。
三、双向DC/DC变换器的挑战1. 功率损耗问题:由于双向DC/DC变换器需要进行能量的转换和转移,其中会产生一定的功率损耗,降低了系统的能量利用率和工作效率。
2. 温度问题:由于功率损耗的存在,双向DC/DC变换器会产生一定的热量,导致温度升高。
过高的温度会影响系统的性能和寿命,因此有效的散热设计是非常重要的。
3. 控制问题:双向DC/DC变换器需要实时控制输出电压和电流的波形,并保持稳定。
新能源汽车dcdc转换器工作原理
新能源汽车dcdc转换器工作原理
新能源汽车DC-DC转换器是一种特殊的电源转换器,用于将高电压直流电能(例如高压锂电池组输出的400V DC)转换为低电压直流电能(例如12V DC)。
这种转换器的工作原理基于电磁感应和电子元件控制技术。
在工作过程中,首先将高压直流电接入DC-DC转换器的输入端,然后通过变换器电路开始进行电源转换。
变换器电路由几个功率半导体器件组成,例如MOSFET和二极管。
通过对这些器件的控制和调节,可以将输入的高电压直流电能通过电感等元件变换为特定电压和电流的低电压直流电能输出。
在DC-DC转换器中,还有一个重要的控制单元,即PWM控制单元。
这个单元起到了监控和控制功率半导体器件的作用。
PWM控制单元以不同的占空比控制器件的导通和截止,从而控制输出电流和电压的稳定性和准确性。
综合来看,新能源汽车DC-DC转换器的工作原理建立在先进的电子元件控制和电磁感应技术之上。
它能够将高压直流电能转换为低电压直流电能,并确保输出电流和电压的稳定性和准确性。
这种转换器在新能源汽车的电力系统中具有非常重要的作用。
电动汽车DC-DC电源变换器的原理、建模和控制(英文)
电动汽车DC-DC电源变换器的原理、建模和控制(英文)张承宁;孙逢春;张旺
【期刊名称】《北京理工大学学报:英文版》
【年(卷),期】2000(0)4
【摘要】为了设计出在电动汽车上把高压直流电源变换成低压直流电源的高品质DC DC变换器 ,采用自动控制理论进行指导 .介绍电动汽车DC DC变换器原理和设计 ,建模与控制方法 .应用阶跃响应法、频率法研究其数学模型和控制特性 ,并且进行分析和计算 .实验结果表明 ,用这种方法所研制的电动汽车DC DC变换器输出电压精度高 ,抗干扰能力强 ,调节特性快速。
【总页数】7页(P465-471)
【关键词】电动汽车;DCDC变换器;自动控制;数学模型;Bode图
【作者】张承宁;孙逢春;张旺
【作者单位】北京理工大学车辆与交通工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】U46
【相关文献】
1.基于双重移相控制的双向全桥DC-DC变换器动态建模与最小回流功率控制 [J], 程红;高巧梅;朱锦标;杨小康;王聪
2.PWM开关电源全桥DC-DC变换器的建模与控制设计 [J], 李文晓;李宏
3.电动汽车的双向DC-DC变换器多模态控制方法 [J], 王贵龙; 唐杰; 邵武; 邹陆华
4.软开关组合式DC-DC变换器的仿真建模(英文) [J], 邢岩;严仰光
5.电动汽车双向DC-DC变换器分数阶PI^(λ)控制 [J], 许力;曹青松;易星
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电动汽车dcdc工作原理
电动汽车DCDC转换器:让电能转换更高效电动汽车的核心是电池组,它以直流电的形式储存能量,但现代
汽车的电子设备却需要交流电才能工作。
为了解决这一问题,DCDC转
换器被广泛应用于电动汽车中,其作用是将电池组的直流电转换为各
种电子设备需要的交流电。
下面我们来探究一下电动汽车DCDC转换器
的工作原理。
首先,DCDC转换器的输入端连接电池组,输出端连接各种电子设备。
当电动汽车开动时,电池组开始提供直流电给DCDC转换器。
转换
器内部的开关管会周期性地开关,此时输入端的直流电会被不断地切
换成高频脉冲信号。
这些高频脉冲信号被电感和电容滤波后,就可以
得到一个交流电压。
接下来就是DCDC转换器的核心部分:控制器。
控制器会根据电子
设备的需求,控制开关管的开关频率和占空比,使得输出端的交流电
压始终保持在一定范围内。
这个过程需要高精度的控制算法和高速的
开关管,才能实现高效的电能转换。
不仅如此,DCDC转换器还需要具备高效的散热和保护功能。
高频
的开关过程会产生大量的热量,如果不能及时散热,转换器就会过热,导致损坏。
此外,电动汽车的驱动电机会产生反馈电流,如果这些反
馈电流不能得到正确的处理,也会对转换器造成损坏。
总的来说,DCDC转换器是电动汽车中非常重要的一个组件,它的
性能直接关系到电动汽车的能耗和使用寿命。
未来,随着电动汽车市
场的不断扩大,DCDC转换器的技术也将会不断提升,为电动汽车的发展注入更多的动力。
dcdc的原理
dcdc的原理DC电源(Direct Current Power Supply)是指直流电源,而DC-DC变换器(DC-to-DC Converter)则是指直流到直流的变换器。
DC-DC变换器是一种电力电子设备,它通过改变输入直流电压的电平,实现对输出直流电压的调节和转换。
DC-DC变换器的原理是将输入的直流电压经过转换器的处理,得到所需的输出直流电压。
DC-DC变换器的工作原理主要包括输入滤波、变换拓扑和输出滤波三个部分。
首先,输入滤波部分用于滤除输入电源中的高频噪声和电磁干扰,以保证输入电压的稳定性和纹波度。
然后,变换拓扑部分根据不同的要求选择合适的电路结构,例如升压型、降压型、升降压型等,通过电路中的开关元件(如MOSFET)的开关动作,将输入电压转换成所需的输出电压。
最后,输出滤波部分用于滤除变换过程中产生的高频噪声和纹波,以保证输出电压的稳定性和纹波度。
在DC-DC变换器的变换拓扑中,常见的有升压型、降压型和升降压型三种基本结构。
升压型变换器通过周期性开关动作,将输入电压提升到所需的输出电压。
降压型变换器则将输入电压降低到所需的输出电压,并通过PWM(Pulse Width Modulation,脉宽调制)技术来控制开关元件的导通时间,以实现输出电压的稳定调节。
而升降压型变换器则可以实现输入电压的升降两种操作,常见的拓扑结构有Cuk、SEPIC等。
DC-DC变换器具有多种特点和优势。
首先,它可以将输入电压转换为所需的输出电压,满足不同电子设备对电源电压的要求。
其次,DC-DC变换器可以提供电流放大和隔离功能,有效保护电子设备的安全和稳定运行。
此外,DC-DC变换器具有高效率、小体积、轻质量、可靠性高等特点,适用于各种电子设备和系统的电源供应。
在实际应用中,DC-DC变换器被广泛应用于各个领域。
例如,电子产品中的电源管理模块常采用DC-DC变换器来提供稳定的电源电压;太阳能发电系统中的光伏变流器利用DC-DC变换器将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电,供电给电网;电动汽车中的能量管理系统利用DC-DC变换器将电池组的高压直流电转换为车辆各个部件所需的低压直流电。
dcdc变换器的工作原理
dcdc变换器的工作原理
dc/dc变换器是一种很重要的电气设备,可以将直流电压转换成不同的直流电压,为很多电子设备提供电源。
它以高效率和低成本闻名于世,在自动化,航天,汽车,智能机器人,通信,医疗等不同行业中得到广泛应用。
dc/dc变换器的工作原理是利用电感或电容,将一个直流电源的电压转换成另一种直流电压,并降低电压的损耗,从而满足电子设备的需求。
该变换器的结构包括输入电路,调节器,输出电路和保护电路。
输入电路的作用是将外部的直流电源引入到变换器。
而调节器可以调节变换器的输出电压。
变换器的输出电路则可以将变换器转换后的电压输出到外部电路。
而保护电路则可以当变换器出现故障时,使变换器不会出现过载或短路等现象,不至于损坏。
dc/dc变换器在实际中有多种型号,其输入电压根据变换器规格不同也有所不同。
常见有:正反变换器,耐受开路输出变换器,隔离变换器,周期调整变换器,智能变换器,恒流调研变换器等等。
dc/dc变换器的应用非常广泛,在电源系统中它可以有效节约电能,减少电磁辐射和降低温度变化。
它在直流电源的设计中有举足轻重的地位。
如今,dc/dc变换器在电子行业中普遍使用,为技术的发展提供了有力的支持。
电动汽车dcdc 工作原理
电动汽车dcdc 工作原理电动汽车DC-DC工作原理随着环保意识的增强和能源危机的日益突出,电动汽车作为一种清洁、高效的交通工具,正逐渐受到人们的青睐。
而DC-DC(直流-直流)变换器作为电动汽车中的重要组成部分,起着关键作用。
本文将介绍电动汽车DC-DC工作原理。
DC-DC变换器是将直流电源的电压转换为不同电压等级的直流电源的电子设备。
在电动汽车中,DC-DC变换器主要起到两个作用:一是将高压电池提供的直流电压转换为低压电源,以供给车辆上的低压电子设备;二是将电池管理系统的电源电压通过DC-DC变换器转换为12V电压,以供给车辆上的12V电子设备。
我们来了解一下DC-DC变换器的基本结构。
一般来说,DC-DC变换器由输入端、输出端、控制器和开关元件组成。
输入端接收高压电池提供的直流电压,输出端则将电压转换为所需的低压电源输出。
控制器负责监测输入和输出电压,根据需求控制开关元件的工作状态,从而实现电压的变换。
DC-DC变换器的工作原理是利用开关元件的开关动作来实现电压的变换。
当输入端的电压高于输出端的电压时,控制器会使开关元件闭合,将电能存储在输出端的电感中;当输入端的电压低于输出端的电压时,控制器会使开关元件断开,使电感中存储的电能释放到输出端。
通过不断重复开关动作,DC-DC变换器能够将输入端的电压转换为所需的输出电压。
在电动汽车中,DC-DC变换器的工作过程如下:首先,高压电池提供的直流电压经过输入端输入DC-DC变换器;然后,控制器感知到输入和输出电压的差异,根据需要控制开关元件的开关状态;接着,开关元件的开关动作使电能在电感中存储和释放,从而实现电压的变换;最后,输出端将转换后的低压电源供给车辆上的低压电子设备。
总结一下,电动汽车中的DC-DC变换器起到将高压电池提供的直流电压转换为低压电源的作用。
通过控制开关元件的开关动作,DC-DC变换器能够实现输入电压到输出电压的变换。
这种电压变换使得电动汽车能够为低压电子设备和12V电子设备提供所需的电源,保证车辆正常运行。
混合动力汽车双向DC/DC变换器建模与控制
混合动力汽车双向DC/DC变换器建模与控制双向DC/DC变换器是混合动力汽车中的关键技术之一,它主要的功能是使得电动机和储能元件之间的能量双向流动,实现汽车在行驶过程中对能量的回收。
首先分析了混合动力汽车双向DC/DC变换器的作用及其基本工作原理,然后,在不同工作模式下,通过分析确立了相应的控制目标,并分别建立了不同工作模式下的数学模型,进行双向DC/DC变换器控制器的研究与设计,最后,对提出的控制方案,通过仿真进行验证。
标签:双向DC/DC变换器混合动力汽车控制0 引言本文选择混合动力汽车中常用的双向Buck/Boost变换器作为研究对象,分析了其拓扑结构和工作原理,阐述了双向Buck/Boost变换器的数学建模及控制器的设计,重点分析了其启动模式、驱动/再生制动模式、充电模式的数学建模及控制器的设计。
最后对不同模式下的双向Buck/Boost变换器控制器的设计进行仿真验证。
1 双向Buck/Boost变换器的拓扑结构和工作原理1.1 拓扑结构图1表示了双向Buck/Boost变换器的拓扑结构。
输入侧为动力电池,输出侧用来驱动电机,当工作在Boost模式时,动力电池向负载提供能量;当工作在Buck模式时,负载向动力电池提供能量,从而实现能量的双向流动。
1.2 工作原理混合动力汽车的运行模式主要可以分为四种,启动模式,驱动模式,再生制动模式和充电模式。
当混合动力汽车启动瞬间,内燃机不工作,动力电池放电来启动汽车,此时,双向Buck/Boost电路的负载是启动电阻R;当混合动力汽车处于加速爬坡或重载的情况时,工作于驱动模式,动力电池经过双向Buck/Boost电路输出能量,驱动内燃机工作;当混合动力汽车处于减速制动的情况时,属于再生制动模式,此时能量经过Buck/Boost电路被动力电池回收;当混合动力汽车的电池能量不足,需要充电时,将工作于充电模式,负载经过Buck/Boost电路向动力电池充电。
《新能源汽车驱动电机与控制技术》第三章【2】 DC-DC变换器
直流斩波电路(DC Chopper)
➢将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电 ➢也称为直流--直流变换器(DC/DC Converter) ➢一般指直接将直流电变为另一直流电,不包括直流— 交流—直流
❖ 直流斩波电路的种类
6种基本斩波电路:降压斩波电路、升压 斩波电路、升降压斩波电路、Cuk斩波电路、 Sepic斩波电路和Zeta斩波电路,其中前两种 是最基本的电路
I10
O uo
E
I 20 t1
负载电流呈指数曲线下降。 O
iG
通常串接较大电感L使负载电 流连续且脉动小。
iG
O io
ton i1
b)电流连续时的波形
t off
T tx i2
O uo
t1 E
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c) 电流断续时的波形
图3-1 降压斩波电路得原理图及波形
电流连续
量仅由负载R消耗,即 :
。
与降压斩波电路一样,升压斩波电路可看作 直流变压器。
输出电流的平均值Io为:
电源电流的平均值Io为:
三、升降压斩波电路 (buck -boost Chopper)
电路结构
基本工作原理
V通时,电源E经V向L供电使
其贮能,此时电流为i1。同时, C维持输出电压恒定并向负载
R供电。
a)
V断时,L的能量向负载释放, i1 ton toff
电流为i2。负载电压极性为上
IL
o
负下正,与电源电压极性相
i2
t
反,该电路也称作反极性斩
DCDC的名词解释
DCDC的名词解释DCDC,全称为直流-直流转换器(英文全称:DC to DC converter),是一种将输入直流电压转换为输出直流电压的电子设备。
它在电子领域中应用广泛,不仅被用于电源管理、电力传输和通信系统,还被广泛应用于汽车行业、航空航天以及可再生能源领域。
1. DCDC的基本原理DCDC转换器的基本原理是利用电感和电容等元件,通过一系列的电路控制原理,将输入直流电压转换为输出直流电压。
在一个DCDC转换器中,一般包括输入端、输出端、开关管或开关器件、电感和电容等基本元件。
通过控制开关管的导通和断开状态,可以使得电感和电容储存和释放能量,从而实现电压的升降或稳定。
2. DCDC在电源管理中的应用DCDC转换器在电源管理中起到了至关重要的作用。
在电子设备中,往往需要不同电压级别的电源供给不同的功能分块。
通过DCDC转换器,可以将输入电源调节到适合每个功能分块的电压水平,保证各部分正常工作。
此外,DCDC转换器还可以提供稳定的电压输出,有效滤除噪声和纹波,保护设备免受电压波动和干扰的影响。
3. DCDC在电力传输中的应用DCDC转换器在电力传输中也有广泛的应用。
在长距离的电力传输中,由于电阻、电感和电容的存在,直流电压的传输损耗相对较小。
通过使用DCDC转换器,可以将输送线路上的高电压直流电能转换为低压直流电能,减小损耗,提高能量传输效率。
此外,DCDC转换器还可以实现电力系统的稳压和过载保护等功能,提高电力传输的可靠性。
4. DCDC在通信系统中的应用在通信系统中,尤其是在无线通信系统中,DCDC转换器起到了关键的作用。
无线通信设备对电源的要求往往较为苛刻,需要稳定、纹波小、噪声低的电源供应。
DCDC转换器可以满足这些要求,为通信设备提供稳定可靠的电源。
同时,DCDC转换器还可以进行电压的动态调节,根据通信设备的工作负荷变化,调整输出电压,保证设备的正常运行。
5. DCDC在汽车行业中的应用在现代汽车行业中,DCDC转换器也是必不可少的元件。
dcdc变换器的工作原理
dcdc变换器的工作原理
DC-DC变换器是一种电力转换装置,它将输入直流电压转换为不同电压级别的输出直流电压。
该设备通常由输入电感、输出电感、开关管和滤波器等组成。
其工作原理基于开关管的控制,通过周期性的开启和关闭来调整输入电源和输出负载之间的能量转移。
当开关管处于闭合状态时,输入电源的电流将通过输入电感,并在输出电感上引起电感耦合。
这导致输出电感的磁感应强度增加,从而使输出电流增加。
同时,输出电感储存的能量被输出负载吸收。
当开关管处于断开状态时,输入电压不再传输到输出负载。
此时,输出电感存储的磁能会导致输出电流继续流动,以保持输出电压的稳定性。
通过调整开关管的开关频率和占空比,可以实现输出电压的调节。
此外,为了减少电源波纹和噪声,DC-DC变换器还配备了滤波器。
滤波器通常由电容器和电感器组成,用于平滑电压和消除高频噪声。
综上所述,DC-DC变换器通过控制开关管的开合状态,利用电感的储能和电容的滤波效果,实现了输入直流电压向输出直流电压的转换。
它是许多电子设备中的重要组件,适用于各种电源转换和电压调节的应用场景。
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外文原文Principle, Modeling and Control of DC-DCConvertors for EVZHAN G Cheng-ning , SUN Feng-chun , ZHAN G Wang (School of Vehic le and Transportation Engineering , Beijing Institute of Technology , Beijing 100081)Abstract :DC-DC convertors can convert the EV’s high-voltage DC power supply into the lowvoltage DC power supply. In order to design an excellent convertor one must be guided by theory of automatic control. The principle and the method of design, modeling and control for DC-DC convertors of EV are introduced. The method of the system-response to a unit step-function input and the frequency-response method are applied to researching the convertor’s mat- hematics model and control characteristic. Experiments show that the designed DC-DC convertor’s output voltage precision is high , the antijamming ability is strong and the adjustable performance is fast and smooth.Key words: EV ; DC-DC convertors ; automatic control ; mathematics model ; Bode drawingCLC number : U 469-72 Document code : A Generally there are two power supplies in EV. One is the DC high-voltage power supply that is used by high power devices such as traction motors and air conditioners etc. The other is the DClow-voltage power supply that is usually used in some control circuitand low-voltage electrical devices such as the inst- rument and lighting. It s rating voltage is 24 V or 12 V. The low-voltage power supply can be gained from the high-voltage power supply by aDC-DC conver-tor.In this paper, the main performance of the designed convertor is that the input voltage range is from DC 250 V to DC 450 V , the output voltage is DC 24 V , the maximum output current is DC 20 A , and the output precision is 1 %.1 Principle of the Convertor1.1 The Block Diagram of the DC-DC ConvertorThe block diagram of the DC-DC convertor is showed in Fig. 1. The battery series provide the DC high-voltage input U s. Thelow-voltage output of the con-vertor is U o. The setting value U i of the convertor is equal to or is in proportion to the demanded output voltage U o. The convertor is a closed-loop negative feedback-system with voltage feedback.1.2 Power Switch CircuitThe power switch circuit with semi-bridge mode is showed in Fig. 2. L1 and C1 constitute an input filter to avoid high-frequencyimpulses flowing bac- kwards. Capacitors C2and C3 constitute the partial-voltage circuit while resist-ances R1 and R2do so. IGBT1 and IGBT2 are semiconductor switch devices. C6 is a separation DC capacitor. T1 is a transformer that reduces the voltage. L2 and C7 constitute an output filter. RL is the load resistance. When the PWM signalsin the reverse semi-waves are inputted onto IGBT1 and IGBT2’s control poles , the corresponding DC voltage can be yielded from the convertor.Fig. 2 Principle circuit of power switch with semi-bridge mode 1.3 Control CircuitThe chip SG3525 is used in the PWM control circuit showed in Fig. 3. V cc is the power voltage applied to the chip, it is 12.0 V. A base-voltage of 5.1 V is yielded on pin16 of the chip that is partially used as parameter voltage input U i. The chip includes asawtooth-wave generator. R t and C t are the external resis-tance and capacity that determine the sawtooth-wave’s frequency.Pin2 of the chip is a positive-phase input port. Voltage input U i is putted to the port, here U i =2. 5 V. Pin1 of the chip is the negative-phase input port where the feedback voltage is inputted.Pin9 of the chip is the output end of the inside amplifier of the chip. The proper resistance and capacitor are connected between the pin1 andpin9 to realize compensation of the DC-DC convertor.C8 is the integral capacitor. The integral compensator is adopted as the system-compensation of the system. The PWM impulses are yielded from pin11 and pin14 of the chip. When the PWM control circuit operates normally, U i on the pin2 and U b on the pin1 should be balanced. When U b is not equal to U i , the PWM width can be automatically adjusted by the PWM control circuit to make U b equal to U i. By this way we can control the output voltage of the convertor.Fig. 3 The connection circuit for the PWM control chip SG3525 1.4 Drive CircuitThe drive circuit of IGBT usually adopts a pulse-transformer or an opto-coupler to isolate the power circuit from the control circuit. An individual power supply is needed if an opto-coupler is used, which increases the complexity of the system. So the isolation-circuit adopt s a pulse-transformer showed in Fig. 4. Transistors BG1 and BG2 in Fig. 4 compose a complementation power amplification circuit. T2 is the pulse-transformer that isolates the power circuit from the control circuit. R5 and C8 compose the acceleration circuit. The diode D6eliminates negative impulses. The diode D7 and transistor BG3 compose the rapid discharge circuit of the distributing capacitor at the control pole of IGBT.Fig. 4 Principle circuit for IGBT drive2Modeling and Control2.1 ModelingThe DC-DC convertor is a voltage negative feedback-system. Aiming to obtain the better dynamic and static characteristic we must model and analyse it in theory. According to Ref. [ 1 ] ,DC-DC convertors are the approximate second-order systems. In order to obtain accurate parameters , the method of the system-response to a unit step-function input is adopted in this paper.2.1.1 Measuring the Open-Loop System’s Response to a Unit Step-Function InputThe block diagram for measuring is shown in Fig. 5. The concrete method is described as follows : ①The voltage feedback signal is cut off ; ②The setting value of the chip SG3525 adopts themiddling value U i0 to make the width of an impulse be about 0.5 T ;③U i0 is superimposed with d U i that is composed by positive and negative rectangle wave impulses. The amplitude of d U i is taken to be equal to 0.2U i0. It should make d U o be easy to be observed to select the rectangle wave frequency , adopting f 1 = 400 Hz ; ④The output waveform of U o ( = U o 0 + d U o ) is shown in Fig. 6. As shown in Fig. 6 when f 1 = 400 Hz , period T = 2.5 ms (5 grills) , the time for the maximum voltage value is about 0.2 grills. d U o’s stable voltage amplitude is - grills. Peak overshoot is 1 grill. Every grill in the vertical direction represents 5 V. By this way the data of system-response to a unit step-function input can be obtained as follows :peak time t p = 0.1 ms ; peak overshoot σp = 1/ 2 = 50 %;output and input’s incremental ratio K0 = d U o/ d U i = 10/ 1 = 10.Fig.5 The measuring block diagram of the open-loop systemFig. 6 The system-response to a unit step-function inpu t2.1.2Determining the Open-Loop Transfer FunctionAccording to Ref s. [2,3 ] , we have the damping ratio ξ, undamped natural frequency ωn and transfer function of controlled object G p ( s) as follows :In order to ensure that when the output voltage U o =24 V the feedback voltage to pin1 of the SG3525 is 2.5 V to balance the input voltage U i = 2.5 V, we take the feedback and measuring factor asK b = U b/ U o = -15/ -4 = 01104.( 4 )2.2Design of the PID Regulator2.2.1The Principle Scheme and Transfer Function of the PID RegulatorTo resist the disturbance of the power supply voltage and load current to the DC-DC convertor so as to improve control precision , an integral compensator is adopted. The principle scheme of the integral compensator is shown in Fig. 7.Fig. 7 The principle scheme of the integral compensatorIt s transfer function isG c ( s) = K i/ s = 1/ ( RCs).( 5 )In Fig. 7 and Eq. (5), R = 10 kΩ, C = 0.1μF , K i = 1/ ( RC) = 1/ (10 ×103 ×011 ×10 - 6)= 1 000.2.2.2The Bode Drawing of the System Open-Loop Transfer FunctionThe system open-loop transfer function is the product of the controlled object’s , feedback and measuring circuit’s and integral compensator’s transfer functions. We haveG( s) = G c ( s) G p ( s) G b ( s) =The system Bode drawing is shown in Fig. 8 from Eq. (6). The curves ①and ④are respectively the logarithmic gain-frequency characteristic ,logarithmic phase-frequency characteristic of controlled object G p ( s). The curves ②and ⑤are respectively the logarithmic gain-frequency characteristic , logarithmicphase-frequency characteristic of the feedback and measuring circuit joint the integral compensator. The curves ③and ⑥are respectively the logarithmic gain-frequency characteristic and logarithmic phase-frequency characteristic of the compensatedopen-loop system. By Fig. 8 we know that the system is I-model system. When the input doesn’t change , there isn’t steady-state error. It s original phase-margin frequency ωc = 1 016 rad/ s , phase margin γ= 89.21°, so the adjustable performance of the system is fast and smooth.Fig. 8 The Bode drawing of the system open2loop transfer function 3 The Result and Conclusion of ExperimentWhen the load resistance R L = 1.2Ω, the experiment data of U s , I s , U o , I o , η(ηis efficiency of the convertor) are shown in Tab. 1. When the load resistance R L = 2.4Ω, the experiment data ofU s , I s , U o , I o , ηare shown in Tab.2.4 Conclusions①Because the integral compensator is adopted , the output voltage U o of the convertor has quite high precision even if the input power voltage and the load changes.②The width of the impulses is adjusted automatically in the convertor to realize constant output voltage value. With the increase of the input voltage the width of the impulses turn narrow , the convertor’s efficiency drops. In the process of designing a DC-DC convertor, we must diminish the adjustable range of the impulse width and make the impulse width wider when the convertor operates.③The reasonable value of the resistance and capacitor in the feedback circuit must be selected so that the feedback-system has enough gain margin and phase margin that can guarantee thecontrol-system to be adjusted smoothly.References:[1 ] Cai Xuansan , Gong Shaowen. High-frequency electronics (in Chinese) [ M].Beijing : Science Press , 1994. 232 - 246.[2] Zhang Wang , Wang Shiliu. Automatic control principle (in Chinese)[M]. Beijing: Beijing Institute of Technology Publishing House , 1994. 71 - 72.[3 ] D’Azzo J J. Linear control system analysis and design [M]. San Francisco: McGraw-Hill Book Company,1981. 83 - 92.电动汽车DC-DC电源转换器的原理、建模和控制张承宁, 孙逢春, 张旺(北京理工大学车辆与交通工程学院, 北京100081)摘要:为了设计出在电动汽车上把高压直流电源变换成低压直流电源的高品质DC-DC 变换器,采用自动控制理论进行指导. 介绍电动汽车DC-DC 变换器原理和设计,建模与控制方法. 应用阶跃响应法、频率法研究其数学模型和控制特性,并且进行分析和计算. 实验结果表明,用这种方法所研制的电动汽车DC-DC 变换器输出电压精度高,抗干扰能力强,调节特性快速、平稳.关键词:电动汽车; DC-DC 变换器; 自动控制; 数学模型; Bode 图中图分类号U 469172 文献标识码A通常有两种电源电动汽车。