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随着能源危机的不断加剧以及生态环境的不断恶化,以混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicles, HEVs)和纯电动汽车(Battery Electric Vehicles, BEVs)为主的新能源汽车在越来越多的国家得到广泛的推广。与此同时,作为电动汽车核心充电设备的车载充电机也受到了越来越多的关注。研究一种高可靠性、高效率和高功率密度的车载充电机不但可以提高车载电池的寿命,还可以减少污染,节约能源,对推广普及电动汽车有重要的现实意义。根据电动汽车充电机相关标准要求,本文研究的车载充电机采用了交错并联Boost功率因数校正电路(Power Factor Correction,PFC)和LLC谐振电路级联的系统结构。前级Boost PFC采用交错并联结构,一方面可以减小输入电流高频纹波,降低谐波畸变率,另一方面可以减小功率器件的电流应力,方便开关管的选取；后级采用独立控制的LLC电路结构,不仅在全负载范围内实现原边开关管的零电压软开通(Zero Voltage Switching, ZVS),在工作频率小于谐振频率时实现副边整流二极管的零电流关断(Zero Current Switch,ZCS),还提高了对电池充电特性的适应能力。为提高效率和功率密度,对LLC电路设置了较高谐振开关频率；为了避免模拟信号畸变失真、实现复杂的控制方法以及通信功能,本文设计的充电机前后级电路均采用了数字控制方式,使用数字信号处理器(Digital Signal Processor, DSP)。电压和电流信号通过调理电路采集进入数字控制芯片的AD采样口,在数字控制芯片中进行PI运算,根据运算结果改变开关频率,以满足锂电池在直流充电过程中不同的电压电流要求。针对LLC谐振变换器在低增益、轻载时增益曲线变缓,调频幅度过大不能满足锂电池过放电后涓流充电的问题,本文研究了一种定频变占空比控制策略。区别于LLC谐振变换器占空比固定为0.5,通过改变频率来满足不同输出要求的传统控制方式,变占空比控制策略,将不同的控制要求转化为对LLC原边开关管导通时间的控制,不仅满足了锂电池涓流充电的要求,还从驱动电路硬件上防止LLC电路同一桥臂开关管直通事故的发生,从而实现了充电机的可靠运行。本文搭建了一台3kW实验样机平台,采用全数字控制,实验结果均验证了理论分析的正确性和有效性。满载工作时,交流输入电流谐波畸变率有效减小,功率因数达到0.99,整机效率达到95%。