磁流變緩沖器驅(qū)動(dòng)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(yīng)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(yīng)用。磁流變緩沖裝置作為一種智能緩沖器件，具有緩沖力實(shí)時(shí)可控、自適應(yīng)能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)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(guò)程極短，對(duì)磁流變緩沖裝置的響應(yīng)時(shí)間提出了極高的要求，驅(qū)動(dòng)電流源的響應(yīng)時(shí)間是緩沖器響應(yīng)時(shí)間的主要影響因素之一，因此設(shè)計(jì)快速響應(yīng)的電流源直接決定磁流變緩沖裝置能否有效、可靠

2、的運(yùn)行。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)磁流變裝置驅(qū)動(dòng)電流源研究對(duì)象主要為小阻值、小電感的緩沖裝置，同時(shí)研究的電流源只有一路輸出，只能驅(qū)動(dòng)單個(gè)緩沖裝置，不適用于多個(gè)緩沖裝置的供電需求。因此研究一種驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)、響應(yīng)速度快、多路可控輸出的電流源對(duì)驅(qū)動(dòng)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(shí)意義。本文以磁流變緩沖器為研究對(duì)象，針對(duì)大阻值、大電感的緩沖器，提出了一種全新的“推挽+Buck”兩級(jí)式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。具體研究?jī)?nèi)容如下：
　?、俳榻B了磁流變緩沖

3、器的研究背景，詳細(xì)列舉了目前國(guó)內(nèi)外磁流變裝置驅(qū)動(dòng)電流源研究現(xiàn)狀及常見(jiàn)多路輸出開(kāi)關(guān)電源技術(shù)，針對(duì)目前多路輸出開(kāi)關(guān)電源技術(shù)存在的問(wèn)題，闡述了本文的研究?jī)?nèi)容。
　?、谟删彌_器的勵(lì)磁線圈結(jié)構(gòu)得到緩沖器等效電路模型，結(jié)合實(shí)際簡(jiǎn)化了緩沖器等效電路，從理論上分析了磁流變緩沖器響應(yīng)時(shí)間的主要影響因素，通過(guò)Matlab軟件仿真得到緩沖器等效電阻、等效電感、供電電壓等對(duì)響應(yīng)時(shí)間的影響，并提出了通過(guò)提高前級(jí)供電電壓和采用高效的控制方法來(lái)降低磁流變緩沖器

4、的響應(yīng)時(shí)間。
　　③比較了半橋變換器、全橋變換器和推挽變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，針對(duì)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(jí)式結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)分析了所選拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的工作原理及各個(gè)元器件所承受的電壓應(yīng)力和電流應(yīng)力，為元器件選擇提供了參考。
　?、芙Y(jié)合磁流變緩沖器響應(yīng)時(shí)間的需求，前級(jí)推挽變換器將蓄電池電壓12V放大到60V電壓，大于實(shí)際所需電壓40V。根據(jù)各個(gè)元器件所需承受的電壓應(yīng)力和電流應(yīng)力，完成了推挽變換器

5、設(shè)計(jì)、功率元器件選取、變換器驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)、輸入輸出濾波器的設(shè)計(jì)、PCB板繪制等。計(jì)算了前級(jí)推挽變換器的輸出阻抗和后級(jí)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(gè)數(shù)量級(jí)，驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)兩級(jí)式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
　　⑤搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，進(jìn)行了軟件部分的設(shè)計(jì)，測(cè)試了控制信號(hào)的占空比與輸出電流之間的關(guān)系，將所設(shè)計(jì)的電流源與磁流變緩沖器進(jìn)行了連接，測(cè)試了相應(yīng)時(shí)間，并與理論響應(yīng)時(shí)間進(jìn)行了對(duì)比和誤差分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在驅(qū)動(dòng)磁流變