基于llc变换器电动汽车充电机设计

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1、研究与开发基于LLC变换器的电动汽车充电机设计张涛朱小平(浙江交通职业技术学院，杭州311112)摘要动力电池是电动汽车应用的核心技术之一，应用中需要进行充放电管理，充电机可以把交流电转变为直流电，为动力电池补充能量；本文介绍了一种基于LLC变换器的电动汽车充电机设计方法，LLC谐振电路充电机工作在谐振频率，能够实现ZVS和ZCS，降低开关应力，减小了开关损耗，提高了充电效率；通过分析LLC谐振电路的工作特点，研究变换器的参数设计原理，并根据分析，设计了试验样机，进行了试验验证，获得较好的实验效果。关键词：LLC谐振；直流．直流变换器；电动汽车T

2、heDesignofEVChargerbasedonLLCConverterZhangTaoZhuXiaoping(ZhejiangInstituteofCommunications，Hangzhou311112)AbstractThepowerbatteryisoneofthecoretechnologyoftheelectricvehicleapplication，theapplicationneedtochargeanddischargemanagement，theEVchargercanturnACtoDC，addedtothepower

3、batteryenergy；ThispaperintroducethedesignmethodofEVchargerbasedonLLCconverter；LLCresonantcircuitchargerworkatresonantfrequencytoachieveZVSandZCS，reducestheswitchvoltagestress，theswitchinglossisreduced，andimprovethechargingeficiency；throughtheanalysisoftheworkingcharacteristic

4、softheLLCresonantcircuit，parameterdesignprincipleoftheconverterisstudiedandaccordingtotheanalysisdesignprototypetest，andobtainabettertestresults．Keywords：LLCresonantcircuit；dc-dcconverter；electricvehicle我国的动力电池的充电方式一般分为3种：车1LLC谐振变换充电机特点载充电机充电、外置普通充电机充电、外置快速充电机充电【卜1。在这3种充电形式中，

5、外置快速充电传统PWM变换器是一种硬开关技术，其功率技术以其高功率、大电流、高效率、高可靠的技术开关管开通或关断时，器件上的电压或电流不等于要求成为研究的重点和难点。在电动汽车的推广过零，即存在开关损耗。随着工作频率增加，开关损程中，大众普遍担心的问题之一就是充电问题。电耗也随着增加，这就限制了硬开关变换器的最高工动汽车和续航里程和电池的容量相关，而电池的能作频率。谐振变换器是最早提出的软开关变换量要靠充电机的持续充电完成；对于一般充电，其器。充电时间需要5～1Oh，这个时间长度极大的限制了LLC谐振变换器是从SRC发展过来的。实际上，电动汽车的

6、使用便捷性；因而开发充电时间在采用变压器隔离的SRC变换器】，变压器的励磁20min以内的快速充电技术，是电动汽车发展中必电感就相当于在传统SRC变换器上增加了一个与负须解决的问题。载并联的电感，如图1所示。快速充电机目前普遍采用模块化设计技术，本当LLC．SRC工作在高于谐振频率处，稳态工文将介绍基于LLC谐振变换的电动汽车充电机直流．作时一个开关周期的工作过程可分为8个阶段，其直流变换电路，该电路具有结构简单、效率高的工作波形和阶段如图2所示。各电流的参考方向如特点。图1所示，图1中标的是电流的实际流向。l浙江省交通运输厅科研计划项目(201

7、4T10)2016年第6期电l

8、l技琳l97研究与开发是输入电压范围和输出功率范围。要设计好参数，就要了解变换器的工作场合，以及各参数对电路性能的影响情况。在设计中要考虑的主要是输入输出—=电压的范围，最大输出功率和动态响应性能等指标。NsDI、：2．1变压器参数设计Ⅳs变压器匝比主要根据输入输出电压的关系和D2—-LLC变换器的增益设定确定，充电机的输入电压一图1LLC谐振变换器的原理图般由PFC电路决定，是系统的直流母线电压，比较恒定，输出电压是电池的充电电压，由电池特性决[二二[=二，定，在LLC半桥变换器中，变换器增益主要由开关频率决定，

9、系统的工作状态将发生改变，具体如图／Lm13所示。一_一一一．一一，7＼＼h_／h一21繇磐0工作频翠———．；；图3LLC变换器输出增