用于車載充電機的雙向DC-DC諧振變換器的研究與設(shè)計.pdf

1、隨著世界能源短缺和環(huán)境污染日益加劇，電動汽車的發(fā)展受到了越來越多的關(guān)注。相比于傳統(tǒng)的燃油車，電動汽車靠電力驅(qū)動，電能是可再生能源，這大大緩解了能源緊缺的現(xiàn)狀;此外電動汽車不排放尾氣，不會造成空氣污染。目前，我國制定了相應(yīng)的政策鼓勵電動汽車的發(fā)展，并取得了很大的進展。隨著電動汽車的推廣和普及，電力電子行業(yè)也在迎接新的機遇與挑戰(zhàn)。
　　電動汽車車載高壓電池組是提供驅(qū)動所需電能的主要裝置，車載充電機的功能是給高壓電池組充電。目前，市面上

2、常用的車載充電機大多是單向的，也就是說能量只能單方向流動，通過電網(wǎng)給車載電池組充電，隨著人們使用需求的提高，對雙向車載充電機的研究逐漸熱門起來。雙向充電機即要求能量能夠雙向流動，除了能夠給電池組充電外，還可以在空閑時將電池的能量逆變成220V交流電，實現(xiàn)并網(wǎng)或者為其他設(shè)備供電。
　　同單向充電機一樣，雙向充電機也是由兩級電路構(gòu)成，前級AC/DC，后級DC/DC，兩級電路均需要能量雙向流動。本文首先調(diào)研了常用的雙向DC/DC拓撲，分

3、析了不同拓撲的應(yīng)用場合和各自的優(yōu)勢與不足，最終確定了本文中使用的雙向DC/DC拓撲結(jié)構(gòu)，即非對稱CLLC雙向諧振變換器。
　　然后介紹了此雙向DC/DC諧振變換器的工作狀態(tài)，詳細分析了正反向的工作原理以及變換器是如何實現(xiàn)軟開關(guān)的，重點推導(dǎo)了正反向的電壓增益表達式，分析不同的電路參數(shù)是如何影響電壓增益曲線的并給出了諧振參數(shù)的設(shè)計指導(dǎo)。
　　接著根據(jù)樣機的指標要求，設(shè)計了諧振槽的諧振參數(shù)，確定了諧振電感、諧振電容和勵磁電感的值，

4、介紹了變換器元器件選型方法及磁性元件的設(shè)計方法，對變換器損耗進行了分析，最后介紹了變換器軟件控制方法及控制流程。講解了雙向諧振變換器軟件和硬件的設(shè)計方法。
　　最后根據(jù)之前的設(shè)計，制作并調(diào)試了一臺3.3kW樣機，并給出雙向諧振變換器的仿真結(jié)果和實驗結(jié)果，詳細分析了仿真波形和實驗波形。從仿真和實驗結(jié)果可知，變換器在不同輸出電壓和負載條件下都可以穩(wěn)定工作，正反向都可以滿足輸入輸出電壓要求，同時給出了正反向的效率曲線，樣機正反向最高效率