基于全數(shù)字控制LLC諧振變換器的電動汽車電池充電器研究.pdf

1、隨著能源和環(huán)境問題的日益嚴(yán)重，電動汽車越來越普及，而電動汽車的使用必然需要一臺性能良好，高效可靠的電池充電器。目前，蓄電池的充電方式主要有恒壓充電、恒流充電、恒壓恒流充電、脈沖充電等，其中恒壓恒流充電方式對電池性能維護(hù)最好，不易出現(xiàn)過充、欠充等問題，因此可以有效延長蓄電池的使用壽命。常見的充電拓?fù)溆姓?、Buck、Boost、串聯(lián)諧振、并聯(lián)諧振、串并聯(lián)諧振等，而半橋LLC諧振變換器可以實現(xiàn)全負(fù)載和全輸入電壓范圍內(nèi)功率開關(guān)管的ZVS，并可

2、通過磁集成技術(shù)提高整機(jī)的功率密度，具有明顯的優(yōu)勢。此外，隨著功率變換器控制技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)字控制逐漸體現(xiàn)其優(yōu)勢，與傳統(tǒng)的模擬控制相比，具有靈活性高、元器件數(shù)量少、成本低、可以實現(xiàn)復(fù)雜的控制算法等優(yōu)點。
　　論文以最大輸出功率2.2kW的蓄電池充電器為研究對象，針對高功率密度、高效率、低成本的設(shè)計要求，選擇了半橋式LLC諧振變換器作為主功率拓?fù)?，并采用全?shù)字控制方式實現(xiàn)變換器的閉環(huán)控制、采樣保護(hù)、蓄電池充電管理等功能。本文首先介紹

3、了半橋 LLC諧振變換器的工作原理及其增益特性，給出了諧振參數(shù)對變換器特性的影響，并進(jìn)行了參數(shù)設(shè)計；然后利用擴(kuò)展函數(shù)描述法對半橋LLC諧振變換器進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，并通過頻域仿真法驗證了數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性；接著基于該數(shù)學(xué)模型，設(shè)計了PID補償器，并分析了數(shù)字控制的影響，在離散域進(jìn)行了控制器穩(wěn)定性分析，驗證了基于數(shù)字控制的環(huán)路設(shè)計的可靠性與合理性；此外，論文在Saber中搭建仿真模型，進(jìn)行了半橋LLC諧振變換器開環(huán)、閉環(huán)以及環(huán)路切換的仿真驗證；最