【摘 要】
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随着能源的短缺以及环境问题的加重,新能源的开发和利用显得越来越重要,由电动机做驱动的电动汽车的推广也势在必行。电动汽车的充电功率较大,并且电压变化范围较宽,因此研究一种具有宽增益、高效率应用于车载充电机的DC/DC变换器是十分有必要的。首先,分析了关于LLC谐振变换器的研究现状后,将陷波器引入到了三相LLC谐振变换器中,研究了一种三相多谐振变换器(LLC-LC)。该三相变换器结构对称,仅通过调频控
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随着能源的短缺以及环境问题的加重,新能源的开发和利用显得越来越重要,由电动机做驱动的电动汽车的推广也势在必行。电动汽车的充电功率较大,并且电压变化范围较宽,因此研究一种具有宽增益、高效率应用于车载充电机的DC/DC变换器是十分有必要的。首先,分析了关于LLC谐振变换器的研究现状后,将陷波器引入到了三相LLC谐振变换器中,研究了一种三相多谐振变换器(LLC-LC)。该三相变换器结构对称,仅通过调频控制就可以实现相对较宽的增益范围,并且变压器采用了星型连接的结构,具有自均流能力,能有效避免因为谐振参数不匹配时,造成的三相电流不平衡。另外,该变换器的三相驱动信号之间互差120°,有效的减小了输出电流的纹波,有利于实现变换器的小型化和高功率密度。其次,详细介绍了三相多谐振变换器的工作原理,并且利用基波分析法得到了该三相变换器其中一相的等效电路,根据等效电路推导出了变换器的增益特性。为了对变换器的性能进行优化,分析了谐振网络参数对其增益、谐振电流以及励磁电流的影响,同时对增益曲线进行了空间划分,选择出了能够实现软开关的理想工作区间。然后,根据分析结果并结合性能指标,完成了对三相LLC-LC多谐振变换器的参数设计以及器件的选型。并选用TMS320F28035作为系统的数字控制芯片,完成了变换器的硬件设计和软件设计。最后,采用PSIM仿真软件对三相多谐振变换器进行了原理性的验证,同时搭建了输入400V、输出250V-450V、功率为3.3k W的三相LLC-LC变换器和三相LLC变换器两台实验样机,并进行了实验结果的对比。实验表明,三相LLC-LC变换器的效率虽然略低于三相LLC变换器,但是整个输出电压范围内效率仍然较高,最大效率为97.9%,并且输出同样宽度的电压时,三相LLC-LC变换器的频率变化范围更小,有效的拓宽了变换器的增益,解决了LLC变换器变换器轻载或者空载调压难的问题。
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