基于变压器切换控制的半桥LLC车载充电电源研究

发布时间：2022-09-30 11:55

　　传统LLC谐振变换器以额定功率点为设计需求进行谐振参数设计,虽然确保了全负载范围内的电压增益满足需求,但同时也忽略了轻负荷状态下变换器效率偏低的问题。针对LLC谐振变换器在电动汽车车载充电电源（On-Board Charging Power Supply）等变功率工作场合下的应用,论文采用变电感比值k的设计思想,提出了一种基于变压器切换控制的半桥LLC谐振变换器（Switching Transformer-Based Half Bridge LLC Resonant Converter,STHB-LLC）,通过控制变压器的投切,提高轻负荷阶段的变换器效率。同时,为了进一步拓宽变换器轻载效率优化范围,提出了一种最优负荷分区控制策略,使变换器整体效率水平在较大范围内得以提升。首先,介绍了所提STHB-LLC谐振变换器的基本拓扑结构,运用基波分析法（First Harmonic Analysis,FHA）对其等效模型进行理论推导,并从频率分区的角度对其工作模态以及电压增益特性进行详细分析。同时,对所提最优负荷分区控制策略进行原理介绍,给出了变压器切换控制最大功率点P_switch

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 国内外发展研究现状
        1.2.1 电动汽车车载充电机发展现状
        1.2.2 LLC谐振变换器效率优化研究现状
    1.3 本文主要贡献和结构
第二章 变压器切换控制半桥LLC拓扑及负荷分区控制策略
    2.1 引言
    2.2 STHB-LLC拓扑结构及等效分析
    2.3 STHB-LLC工作模态分析
        2.3.1 弱感性区域内的工作模态
        2.3.2 强感性区域内的工作模态
        2.3.3 额定谐振点处的工作模态
    2.4 STHB-LLC电压增益特性分析
    2.5 STHB-LLC最优负荷分区控制策略
    2.6 本章小结
第三章 变压器切换控制半桥LLC充电电源主电路设计
    3.1 引言
    3.2 STHB-LLC充电电源参数设计考虑
        3.2.1 STHB-LLC变换器软开关特性分析
        3.2.2 STHB-LLC充电电源特性分析
    3.3 STHB-LLC谐振元件参数设计
    3.4 STHB-LLC主电路元件设计选型
        3.4.1 开关元件选型
        3.4.2 电容元件选型
        3.4.3 磁性元件设计
    3.5 STHB-LLC充电电源闭环控制方案
    3.6 本章小结
第四章 充电电源样机软硬件设计及结果验证
    4.1 引言
    4.2 电源系统仿真验证
        4.2.1 仿真模型搭建
        4.2.2 仿真验证结果分析
    4.3 电源样机软硬件设计
        4.3.1 充电样机硬件电路设计
        4.3.2 数字化软件控制系统设计
    4.4 电源系统实验验证
        4.4.1 电源样机实验平台结构
        4.4.2 实验验证与分析
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 全文内容总结
    5.2 后续工作与展望
参考文献
插图列表
表格列表
在学研究成果
致谢



本文编号：3683507