LLC谐振变换器在两级充电机的应用研究

针对传统电动汽车充电机低功率密度、低充电效率和输入电流谐波含量高等问题，采用了一种新的拓扑结构。前级采用两级交错并联Boost PFC电路，能有效提高前级变换器功率密度，降低输入电流的THD值；后级采用半桥LLC谐振电路，以提高后级变换器的功率密度以及充电效率。详细分析了两级交错并联Boost PFC和半桥LLC谐振变换器的工作原理，采用基波分析方法(First Harmonic Approximation，FHA)对LLC谐振网络进行了建模，并在此基础上确定了开关频率的范围及最优工作区间，仿真并实验验证了其数学模型和参数设计的正确性。最后，设计了一台输入电压范围为175 V～265 V，最大输出功率为1.5 kW的充电机，实验结果表明其前级变换器功率因数达到0.996，输入电流THD为4%，整机效率可达94%。