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基于LLC谐振全桥的充电机设计
| 论文题名： | 基于LLC谐振全桥的充电机设计 |
| 关键词： | LLC谐振全桥变换器;充电机;参数设计;硬件实现;直流变换;功率因素校正 |
| 摘要： | 当今社会，能源危机和环境污染双重压力下，推动绿色能源开发利用，实现能源和环境的可持续发展，已经是当务之急。近年来，由于国家的大力支持，电动汽车快速发展。使得与之相匹配的充电系统的研究，应用前景巨大。充电系统一般由PFC（Power Factor Correction,功率因素校正）和DC/DC（DC-DC Power Convert，直流变换）两部分组成；后级DC-DC充电机模块与电动汽车动力电池直接相连接，其输出性能直接影响动力电池的健康状态和寿命，因此对DC-DC充电机设计至关重要。 LLC谐振全桥变换器可以在宽输出电压范围内，不需要任何辅助网络，实现MOS管和输出整流二极管软开关，同时具有高功率密度、高效率、高频化等优势。将LLC谐振全桥变换器应用于DC/DC充电机，易于满足DC/DC充电机的宽电压输出、高功率输出、高效率及体积小型化等充电系统需求。本文基于LLC谐振全桥变换器设计一台15kW的DC/DC充电机，使其满足电动汽车充电需求。 本文主要工作为：分析了DC/DC充电机的研究意义及国内发展现状，并提出充电机需求指标。在变频控制和定频控制方式下，推导了变换器基于基波简化等效模型及全范围软开关的约束条件。本文充电机设计时侧重考虑的以下几个约束因素：安全条件约束、软开关约束、效率特性约束、负载切换对品质因素 Q的影响、控制策略选择。详细分析这些约束因素对参数的影响，并得到数学约束条件，为后续参数设计提供指导依据，进一步提出一种较为简单的参数设计流程，使设计的参数良好合理匹配。然后针对15kW的DC/DC充电机具体需求指标，进行了硬件系统的全面设计实现：首先设计了硬件系统构架，确定了主功率电路具体参数，对电容器件和功率器件进行了选择，并对核心的高频变压器和谐振电感进行了全面设计；接着针对主功率电路的工作特点和控制方式设计了匹配的测控（采样和控制）电路、保护电路以及通信电路的设计。最后对主功率电路进行了MATLAB仿真，研制了15kW DC/DC实验样机，对设计的样机指标进行了全面详细的测试，实现结果表明设计实现了预期目标。 |
| 作者： | 苟瑞 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 程玉华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 电子科技大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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