李靜宇 周明 李庚銀

關(guān)鍵詞： 車載充電機(jī); 交錯(cuò)Boost變流器; 零電流開關(guān); 電動(dòng)汽車; LLC諧振變流器; 效率分析

中圖分類號(hào)： TN99?34; TM721 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)： 1004?373X（2019）01?0119?05

Abstract： On?board charger （OBC） is a key component of electric vehicle （EV）， and supplies the charging access for EV. The fore?stage AC/DC circuit of OBC uses the interleaved Boost converter for power factor correction and DC bus voltage regulation. The post?stage DC/DC converter utilizes the full?bridge LLC resonant converter to control the charging voltage and charging power. The efficiency of the interleaved Boost converter is calculated， and efficiency of the LLC resonant converter is optimized. A 3.3 kW OBC prototype was developed， whose overall efficiency and power factor can reach up to 94.9% and 99.5% respectively. The efficiency of interleaved Boost converter and LLC resonant converter can reach up to 97.7% and 97.6% respectively. The power density of OBC can reach up to 1.05 kW/L.

Keywords： on?board charger; interleaved Boost converter; zero current switching; electric vehicle; LLC resonant converter; efficiency analysis

0 ?引 ?言

限于車載空間和體積，載充電機(jī)（On?Board Charger，OBC）須以高功率密度[1]、高效率為設(shè)計(jì)目標(biāo)，同時(shí)還須有電氣隔離、良好的PF和THD性能。OBC典型電路結(jié)構(gòu)如圖1所示。

前級(jí)AC/DC承擔(dān)功率因數(shù)矯正和穩(wěn)定直流母線電壓的功能，后級(jí)DC/DC提供電氣隔離，控制輸出電壓和功率。傳統(tǒng)BoostPFC的電流應(yīng)力大[2]，電感體積大，電流紋波大，影響直流母線電容壽命。交錯(cuò)BoostPFC（Interleaved Boost Power Factor Correction，IBPFC）具有電流紋波小、電感體積小[3]、效率高、功率密度高、PF和THD高的優(yōu)點(diǎn)。

LLC具有無噪音、軟開關(guān)、效率高、輸出電壓范圍寬、無反向恢復(fù)[4]等優(yōu)點(diǎn)。但OBC的負(fù)載對(duì)象為DC 230～430 V的蓄電池，輸出高壓時(shí)，易失去ZCS特性;輸出低壓時(shí)，原邊關(guān)斷損耗增加。因此，實(shí)現(xiàn)寬輸出電壓范圍內(nèi)LLC的高效率是必須要解決的難題[5]。

4 ?結(jié) ?論

本文將兩級(jí)電路拓?fù)鋺?yīng)用于3.3 kW OBC，交錯(cuò)BoostPFC進(jìn)行功率因數(shù)校正、穩(wěn)定直流母線電壓。對(duì)PFC的效率進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算和優(yōu)化，其峰值效率高于97.7%，THD<4%，PF>0.99。從時(shí)域分析角度對(duì)LLC的效率進(jìn)行了優(yōu)化，LLC的峰值效率超過97.6%。

研制一臺(tái)高功率密度、高效率3.3 kW OBC樣機(jī)，其體積僅有3.1 L，功率密度超過1.05 kW/L，輸出電壓范圍為230～430 V，整機(jī)峰值效率超過94.9%。

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