隨著能源和環(huán)境問題的日益嚴(yán)重，電動(dòng)汽車越來越普及，而電動(dòng)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ぁuck、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(shí)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(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制算法等優(yōu)點(diǎn)。 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(jì)要求，選擇了半橋式LLC諧振變換器作為主功率拓?fù)洌⒉捎萌珨?shù)字控制方式實(shí)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(jì)；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(yàn)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(jì)了PID補(bǔ)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(yàn)證了基于數(shù)字控制的環(huán)路設(shè)計(jì)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(yàn)證；最后搭建了一臺基于DSP28027的樣機(jī)，完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
【學(xué)位單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2014
【中圖分類】：U469.72;TM910.6
【部分圖文】：

圖 1.4 半橋 LC 串聯(lián)諧振變換器原理圖變換器的直流增益特性曲線，本文首先根據(jù)基波分析法其直流增益表達(dá)式[15]：2 21( )11 ( )nnMQ ff

0ac ac ac r ac，在 Matlab 中繪制直流增益曲線，如圖 1.5 所示，該曲線描繪了關(guān)系。在直流增益曲線下降的工作區(qū)域，變換器工作于零電壓開關(guān)上升的工作區(qū)域，變換器處于零電流開關(guān)模式，即 ZCS。當(dāng)變換著負(fù)載不斷變輕，相同的直流增益需要更高的開關(guān)頻率，同時(shí)，絡(luò)的阻抗增加，很大一部分能量在諧振槽與輸入之間循環(huán)，而不向和空載時(shí)采取另外的控制策略以實(shí)現(xiàn)輸出電壓控制。

半橋式LC并聯(lián)諧振變換器原理圖

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2817971