随着能源问题和环境问题的日益严峻,推广电动汽车刻不容缓。电动汽车的充电设备有充电桩和车载充电机两种。充电桩需要建设充电站,由于受到设备和场地等问题的制约,使得充电桩充电的方式不够方便灵活;而车载充电机不需要专用场地和专用设备,只需要能提供普通市电的插座即可对电动汽车进行充电,具有充电方便灵活的特点,是普及电动汽车不可缺少的重要设备。近年来开关器件、控制芯片以及控制算法的不断发展,为研发高性能的车载充电机提供了有利条件。本文着眼于提高车载充电机的效率、功率因数和EMI（电磁干扰）等各项性能,开展了以下研究工作:（1）通过将GaNHEMT（氮化镓开关管）低开关损耗、低导通阻抗、低寄生电容振荡的特性与图腾柱PFC（功率因数校正器）开关管数量少的特点相结合,使得非交错结构的图腾柱PFC工作在CCM（电流连续导通模式）模式下,仍然可以获得高效率、高功率因数和低EMI（电磁干扰）。利用LLC（串联谐振转换器）可以在变压器一次侧实现ZVS（零电压开关）,二次侧实现ZCS（零电流开关）的特性,采用LLC作为直流调压拓扑,降低了直流调压部分的开关损耗从而实现了高效率。（2）采用状态空间平均法对PWM（脉冲宽度调制）控制的PFC进行建模,针对所得到的模型是具有s右半平面零点（非最小相位系统）的0型系统的特点,提出将输入电流以干扰信号的形式引入、以电感电流和电容电压作为状态变量进行反馈的二阶内模控制器模型。该控制器可根据性能要求将PFC控制系统的极点配置到期望的位置,控制器中含有的二阶积分环节使系统稳态误差为0,以干扰信号形式引入控制器中的输入电流可跟随输入电压从而获得接近1的高PF（功率因数）。（3）针对PFM（脉冲频率调制）控制的LLC由于输出电压调节范围大,相应地工作点处的增益、增益曲线斜率、工作频率变化范围也随之增大从而导致模型存在的非线性问题,给出采用经验公式根据工作点处的增益曲线斜率、工作频率以及元件参数分段建模的方法。将得到的传递函数模型转换成状态空间方程,针对方程中的状态变量不是电压或电流这样的物理量因而不能进行测量的问题,以及LLC模型是0型系统的特点,设计了带有观测器的一阶内模控制器,其中一阶积分可使稳态误差为0,状态变量反馈可根据性能要求将极点配置到期望的位置,观测器则通过对状态变量进行估计解决了状态变量不能测量的问题。经过该控制器校正的LLC控制系统超调量不超过8%,调整时间不超过0.6 s,稳态误差为0,极大地改善了未校正LLC模型的动态和静态性能。（4）通过仿真将未校正的PFC、LLC模型与校正后的PFC、LLC控制系统的性能进行对比分析,在通过分析幅值裕度、相角裕度、根轨迹、超调量、调节时间、干扰信号和测量噪声信号的影响、控制系统对参数变化的灵敏度和对参数的灵敏度、稳态误差等方面的性能后,对校正后的PFC、LLC的控制系统进行系统验证,结果表明校正后系统的各项性指标能均有显著改善。（5）制作3.3 kW的PFC样机进行试验。当输入电压为230V,开关频率为100kHz时,峰值效率为99.01%;当负载超过半载时,无论输入电压是115V还是230V,THD（总谐波畸变率）都在4%以下,最小的THD值分别是2.8%（115 V）和2.6%（230 V）;EMI满足55022A和B的要求。制作3.3 kW的LLC样机进行试验,峰值效率达到97.2%。3.3 kW的整机在输出功率大于1 kW时,PF（功率因数）值在0.99以上,最低的PF值也有0.988;峰值效率达到96.3%。通过开展上述工作,可以加深对图腾柱PFC和LLC串联谐振转换器模型的理论分析和研究,而车载充电机控制器算法研究的成果以及实验的验证结果可以为车载充电机的设计提供重要的参考依据。