基于半桥LLC谐振变换器的车载充电器的设计

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1、工程硕士学位论文基于半桥LLC谐振变换器的车载充电器的设计作者姓名闫行工程领域控制工程校内指导教师肖兵教授校外指导教师刘落实高级工程师所在学院自动化科学与工程学院论文提交日期2018年1月DesignoftheOn-BoardChargerBasedonHalf-BridgeLLCResonantConverterADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：YanHangSupervisor：Prof.XiaoBingSouthChinaUniversityofTec

2、hnologyGuangzhou,China分类号：U469.72学校代号：10561学号：201521013573华南理工大学硕士学位论文基于半桥LLC谐振变换器的车载充电器的设计作者姓名：闫行指导教师姓名、职称：肖兵、教授申请学位级别：工程硕士工程领域名称：控制工程论文形式：□产品研发□工程设计□√应用研究□工程/项目管理□调研报告研究方向：汽车电子论文提交日期：2018年1月5日论文答辩日期：2017年3月17日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：乔兴宏委员：肖兵罗飞许玉格戴诗陆摘要为了应

3、对日益严峻的能源与环境问题，电动汽车越来越普及，而电动汽车充电桩等专用设备价格昂贵，普及程度低，限制了电动汽车行业的发展速度；车载充电器可以有效地解决这一问题。车载充电器作为运行于车载环境中的充电设备，必须具备高效率和高功率密度的特点；同时为了应对体积有限，运行工况恶劣的车载环境，又要求车载充电器具有小型化、低EMI干扰和高抗振性等特点。适用于车载充电器DC/DC变换器的拓扑结构有多种，半桥LLC谐振变换器以其结构、控制简单，能够在全负载范围内实现开关管的零电压开通,输入电压范围宽，低EMI干扰和易于磁集成等特点而备受青睐，成

4、为研究热点。本文详细介绍了半桥LLC谐振变换器的工作原理，并根据原理将变换器工作频率范围分成三个区间，分别分析变换器在三个区间的工作状态。使用基波近似法对变换器进行建模分析，得到变换器直流增益和输入阻抗公式，根据增益公式和曲线分析不同谐振参数对增益特性的影响，并以此进行了参数设计；通过对输入阻抗进行分析，将变换器工作区域划分成了容性区域和感性区域，得到了变换器实现ZVS的约束条件。根据半桥LLC谐振变换器原理以及车载充电器的设计要求，本文完成了车载充电器的硬件电路设计，具体包括EMI滤波与整流电路、功率因数校正电路、半桥LLC

5、谐振电路、主控制电路以及辅助电源电路。然后完成了车载充电器控制策略的软件设计。最后，在实验室完成了一台功率为600W的样机的制作与调试，并进行实验验证，实验结果证明了理论分析与参数设计的合理性。关键词：车载充电器；半桥LLC谐振变换器；软开关技术；效率IABSTRACTInordertotackletheincreasinglyseriousenergyandenvironmentalproblems,electricvehiclesarebecomingmoreandmorepopular.However,thespecia

6、lequipmentsuchaschargingstations(piles)forelectricvehiclesareexpensiveandhavelowpopularity,whichlimitsthedevelopmentspeedoftheelectricvehicleindustry.Theon-boardchargercansolvethisproblemeffectively.On-boardchargerisachargerthatrunsinsideavehicle,highefficiencyandhi

7、ghpowerdensityisthemostimportantfactorsoftheon-boardcharger.Atthesametime,inordertocopewiththepooroperatingconditionsoftheon-boardenvironment,on-boardchargermusthavethecharacteristicsofminiaturization,lowEMIinterferenceandhighvibrationresistance.Thereareavarietyofto

8、pologiesforon-boardchargerDC/DCconverter,ashalf-bridgeLLCresonantconvertercanrealizeZVSinthefullrangeofload,ithasobviousadvantagesaboveoth