充電樁用LLC諧振變換器中諧振電感的優(yōu)化.pdf

1、諧振電感是大功率LLC諧振變換器的關(guān)鍵部件，對(duì)實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)起著決定性作用。傳統(tǒng)大功率諧振電感的磁路結(jié)構(gòu)大多采用單氣隙結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)諧振電感在工作過程中易出現(xiàn)局部溫升過高、損耗過大的問題，從而影響了諧振電感的正常運(yùn)行，縮短了電感壽命，降低了變換器的整體效率。針對(duì)汽車充電樁用單氣隙諧振電感存在的諸多問題，本文提出一種三氣隙磁芯結(jié)構(gòu)的諧振電感。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對(duì)汽車充電樁用大功率LLC諧振變換器用諧振電感進(jìn)行建模。分析了充電樁用

2、LLC諧振變換器的電路拓?fù)浼捌涔ぷ鬟^程。對(duì)各類磁芯材料和磁芯結(jié)構(gòu)進(jìn)行了對(duì)比和分析，得出適合汽車充電樁用 LLC諧振變換器中諧振電感的磁芯材料，并提出用三氣隙磁芯結(jié)構(gòu)來研制諧振電感。采用電磁熱場(chǎng)模擬的方式，利用 ANSYS有限元軟件，分別建立了單氣隙和三氣隙諧振電感的三維非線性數(shù)學(xué)模型。⑵對(duì)諧振電感的三維數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了電磁場(chǎng)和溫度場(chǎng)的耦合場(chǎng)仿真。通過對(duì)單氣隙諧振電感和三氣隙諧振電感的建模仿真，分別獲得了單氣隙諧振電感和三氣隙諧振電磁的磁感

3、應(yīng)強(qiáng)度矢量圖以及磁芯的磁感應(yīng)強(qiáng)度分布云圖；將電磁場(chǎng)與溫度場(chǎng)進(jìn)行耦合仿真，得出了單氣隙和三氣隙諧振電感的溫度分布云圖；從理論層面分析了氣隙對(duì)諧振電感溫升和損耗的影響，給出單氣隙諧振電感產(chǎn)生局部溫升過高的原因；對(duì)三氣隙諧振電感進(jìn)行進(jìn)一步仿真，獲得不同氣隙位置處諧振電感的溫度梯度矢量圖，通過調(diào)整氣隙位置，經(jīng)多次仿真，給出了三氣隙位置的優(yōu)化曲線，獲得了三個(gè)氣隙在諧振電感磁芯中的最佳位置。⑶通過電磁熱場(chǎng)耦合仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，證明了三氣隙諧振電感方案