【摘 要】
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随着环境问题日益严重，政府开始大力支持新能源的发展；推动绿色能源的开发利用，也是各国的共同使命。在这种大背景下，各国政府大力支持电动汽车行业的发展，电动汽车行业已经步入快
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随着环境问题日益严重，政府开始大力支持新能源的发展；推动绿色能源的开发利用，也是各国的共同使命。在这种大背景下，各国政府大力支持电动汽车行业的发展，电动汽车行业已经步入快速发展期。而充电桩是连接电动汽车与电网的中间介质，也是建设智能电网的重要基础设施。充电桩由数个充电机串联或并联而成的，充电机的整机是由整流AC/DC部分与DC/DC变换器部分组成的，前级AC/DC主要功能是整流和功率因素校正，后级DC/DC的主要功能是调压调流的作用。本文重点研究的是 DC/DC部分，选用两半桥三电平输入并联输出串联的拓扑结构作为DC/DC部分。 半桥三电平直流变换器具有开关管的电压应力低、滤波器小等特点，解决了PFC技术带来的开关管电压应力过高的问题，适用于中大功率变换场合。对于本文所设计的15kW功率变换器，提出了两半桥三电平输入并联输出串联的拓扑结构。首先详细分析了变换器的工作过程，对变换器工作过程中出现的一系列关键问题：实现ZVS的条件、副边占空比丢失、变压器偏磁等问题进行了详细的分析并提出解决的方案。其次，推导出两半桥组合的变换器的输出均压与输入均流之间的关系，提出了一种能实现输出均压环与输出电压/电流环解耦的输出均压控制策略；给出了半桥变换器的小信号数学模型，进而推导两半桥三电平组合变换器的小信号数学模型及其传递函数，并构建输出均压控制策略的数学模型，同时对闭环调节器的参数进行设计。之后对半桥三电平的主电路功率器件进行了详细的核算，特别是对于变压器在工作过程中发热的问题，提出了采用四个小变压器原边串联副边并联的组合方式，并且给出详细的设计过程；然后对变换器的开关管驱动电路、检测与调理电路、直流稳压电源和散热风机驱动电路进行了分析与设计。最后，在理论研究的基础上运用 MATLAB仿真软件对两半桥三电平组合变换器进行仿真，验证参数设置的合理性；同时制作了一台实验样机，对实验样机进行实际测试，记录下实验波形，并对实验波形进行分析，通过实验结果证明了理论研究的准确性和优越性。
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