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近年来,随着电动汽车的快速发展,作为电动汽车提供电能的车载充电机,研究其动态性能、充电效率等对蓄电池的使用寿命以及提高网侧电能质量具有重要的指导意义。对于电网而言,需要其前级AC-DC电路具备较高的功率因数、动态性能和较低的输入电流谐波;对于电动汽车中的蓄电池而言,要求其后级DC-DC电路提供稳定的直流输出,并且具备较宽的输出电压范围。同时,为了满足市场需求,充电机应具有高功率密度和适应不同电压和功率等级的特点。基于此,本文分别针对车载充电机前级单相整流的控制策略及后级DC-DC变换器的软开关特性进行了深入研究。首先,针对前级AC-DC电路拓扑,传统的电压电流双闭环控制受到带宽与增益等限制,难以同时满足低输入电流谐波与高动态性能的要求。针对此问题,本文引入了一种快速动态响应控制策略,并与传统电压电流双闭环控制和负载功率前馈控制进行了仿真对比分析,仿真结果表明,负载扰动过程中的输出电压超调降低了7.5%,动态调节时间缩短了49ms,输入电流总谐波畸变率(Total Harmonic Distortion,THD)维持在2.01%,本文采用的控制策略在不增加外环带宽和输入电流谐波的情况下具有更好的动态性能。其次,为实现车载充电机高效率运行,分析了全桥LLC谐振变换器在脉冲频率调制(Pulse Frequency Modulation,PFM)下的工作原理,利用基波分析法建立了其统一FHA(Fundamental Harmonic Analysis,FHA)模型,同时利用其直流增益特性分析了全桥LLC谐振变换器工作在原边零电压导通(Zero-Voltage Switching,ZVS)、副边零电流关断(Zero-Current Switching,ZCS)的条件,最后,计算了3kW功率等级的车载充电机后级DC-DC电路的设计参数,经过仿真分析可知,本文采用的全桥LLC谐振变换器具有较宽的输出电压范围,并能够实现原边ZVS副边ZCS,其工作效率高。最后,搭建了实验平台,对全桥LLC谐振变换器进行了实验验证,结果表明,在开关频率接近谐振频率时谐振电流近正弦波,在半载及接近满载时能够实现原边ZVS副边ZCS,验证了本文理论分析、控制方法和参数选取的正确性。