双向车载充电机中宽范围CLLC变换器的研究与设计

发布时间：2023-11-05 10:13

　　由于电动汽车具有干净安全可持续发展的优点,电动汽车行业在国家政策的鼓励下得到了迅速的发展。随之而来的是对电动汽车车载充电机(On Board Charger,简称OBC)更高的要求。在越来越多的场合,车载充电机需要在实现传统充电功能的基础上,将锂电池作为储能系统反向放电,可以同时起到稳定供电、辅助供电的作用。这种实现能量的双向流动的车载充电机具有广阔的应用空间。OBC一般由前级PFC和后级DC/DC变换器组成。在双向OBC的研究中,后级DC/DC变换器成为了研究重点,要求具备宽范围、高效率、高可靠性、高功率密度的工作特性。通过对双向DC/DC变换器各种拓扑进行对比,最终确认使用CLLC双向谐振变换器作为DC/DC变换器的拓扑。CLLC拓扑由LLC拓扑演变而来,通过在副边加入谐振电容,使之在保持LLC优良特性的基础上,具备双向升降压和软开关的优良特性。由于CLLC正反向运行的工作特性不完全相同,这给设计带来了一定难度,需要较详细的工作状态分析和准确的增益曲线来进行优化设计。基波分析法(FHA)是较为常见的传统分析方法,然而在偏离谐振点时会产生较大的偏差,难以给出精确的增益结果,限制了基波...

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 电动汽车发展背景
        1.1.2 双向车载充电机介绍
    1.2 双向D/DC拓扑研究
        1.2.1 非隔离双向DC/DC变换器
        1.2.2 隔离型双向DC/DC变换器
        1.2.3 谐振型双向DC/DC变换器
    1.3 本文研究内容介绍
第2章 CLLC变换器的增益特性分析
    2.1 基波分析法
        2.1.1 正向谐振频率与增益表达式
        2.1.2 反向谐振频率与增益表达式
    2.2 时域分析法
        2.2.1 正向时域分析
        2.2.2 反向时域分析
    2.3 本章小结
第3章 功率电路参数设计与硬件设计
    3.1 电路指标
    3.2 电路参数设计
        3.2.1 确定变压器匝比
        3.2.2 谐振频率的选取
        3.2.3 死区时间和励磁电感L_m的设计
        3.2.4 电感比h的设计
        3.2.5 电容比g的设计
    3.3 电路关键器件选型
        3.3.1 开关器件选型
        3.3.2 谐振电容选型
        3.3.3 变压器设计
        3.3.4 电感设计
        3.3.5 关键芯片选型
    3.4 电路损耗分析
        3.4.1 开关器件损耗
        3.4.2 磁性元件损耗
        3.4.3 损耗对比
    3.5 控制方案设计
        3.5.1 闭环调频控制
        3.5.2 间歇工作控制
    3.6 本章小结
第4章 双向DC/DC电路实验验证与分析
    4.1 样机介绍
        4.1.1 样机外观
        4.1.2 样机原理与结构
    4.2 实验验证与结果分析
        4.2.1 测试设备及连接方式
        4.2.2 典型波形与分析
        4.2.3 增益特性分析
        4.2.4 工作效率分析
    4.3 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 工作总结
    5.2 未来展望
参考文献
作者简历
附录



本文编号：3860826