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LLC谐振DC/DC变换器以其效率髙、器件电应力小、能实现宽范围软开关等优点,在大功率场合得到广泛应用。然而,LLC谐振变换器采用的传统基波近似设计法时具有增益误差大和宽调频范围导致磁性元件难设计、系统损耗高等问题,同时其超低电压输出难以实现。以上问题使得半桥LLC谐振变换器难以实现宽输出电压范围,从而限制了该类变换器在车载充电等领域的应用。本文提出一种变压器一次侧串联LLC+输出端交错并联Cuk电路的级联高频直流变换器拓扑结构。该级联变换器的前级LLC工作在定频、开环方式,实现电气隔离与降压;后级交错并联Cuk电路采用相同占空比、闭环工作方式,实现输出稳压与自然均流。针对前级LLC,本文通过基波分析法对该变换器模型建立了等效的电路模型,分析了其相应工作模态,结合实际情况对参数设计方案进行了优化。并通过软开关特性的分析保证了在宽输出范围内开关管均能实现ZVS,同时还有变压器副边开关管ZCS的实现,时刻保证系统的高效性。为了增大电压可调节范围,后级结构采用了交错并联Cuk电路,具有升降压功能,也能降低输出电流纹波。本文对其工作特性做了简要的分析,同时,针对高频变压器匝比和Cuk电路占空比等参数的不一致性对输出自然均流的影响,也进行了理论分析。最后为了保证蓄电池的使用寿命和充电的高效性,针对后级的控制策略进行了详细的分析。马斯曲线的研究对充电方案提供了很好的参考,以此提出了六种充电桩的控制方案,依据各控制方案电流输出波形与最优曲线对比,选出最合适的控制方式。在此基础上提出了目前常用双闭环串级控制方案,通过与其他控制方案的对比,确定该方案的优势所在,保证系统能实现高效稳定的工作。最后利用Matlab软件搭建了相应的仿真模型,参数指标为输入电压为600V,输出电压160V-240V,前级LLC谐振变换器开关管工作频率为400kHz,后级Cuk变换器采用PWM控制。最终要实现5kW大功率的输出,并且系统工作效率高达95%。通过对各模块的输出波形分析,验证理论分析结果。