用于车载充电的双向CLLC变换器设计

作     者：曲璐 王昕 许家誉 刘贺 QU Lu;WANG Xin;XU Jiayu;LIU He

作者机构：哈尔滨工业大学(深圳)机电工程与自动化学院广东深圳518000 深圳信息职业技术学院智能制造与装备学院广东深圳518000 深圳市腾讯计算机系统有限公司广东深圳518000 

出 版 物：《哈尔滨工业大学学报》 (Journal of Harbin Institute of Technology)

年 卷 期：2021年第53卷第9期

页      面：135-146页

核心收录：

学科分类：080804[工学-电力电子与电力传动] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：广东省区域联合基金青年基金(2020A1515111136) 

主　　题：双向车载充电机 CLLC谐振拓扑 设计方法 高效率 超宽输出范围 

摘      要：为拓宽车载充电机(on⁃board charger,OBC)双向充放电工作范围并提高充电效率,用PFC(power factor correction)级联高效CLLC(电容-电感-电感-电容)谐振拓扑实现电网电压与电池电压之间能量双向转换。同时为解决CLLC谐振拓扑在宽范围工作时参数设计困难的问题,提出一种参数设计及优化方法,采用基波分析法(fundamental harmonic analysis,FHA)对谐振网络建模,推导充放电增益的归一化方程,提取出影响谐振变换器增益和效率的关键参数,对比分析关键参数的变化对拓扑各项性能的影响规律,进而总结参数的设计及优化原则。结果表明:影响谐振变换器双向运行最重要的参数是匝数比和谐振电容,其中变压器匝数比主要影响CLLC变换器的充放电效率,谐振电容值影响充放电宽范围输出的最佳工作区,通过分析给出了双向传输功率同等级时匝数比和谐振电容的最佳取值范围。应用CLLC拓扑,双向车载充电机可实现双向超宽范围运行,整机充电效率最高可达94.5%,CLLC效率可达97.5%。