一种车载充电器用ZCS-Buck软开关拓扑研究

李微，孟准，王议锋

（天津大学电气与自动化工程学院，天津 300072）

一种车载充电器用ZCS-Buck软开关拓扑研究

李微，孟准，王议锋

（天津大学电气与自动化工程学院，天津 300072）

提出了一种基于交错并联技术和Buck型三相单开关整流电路的零电流软开关（zero-current-switching，ZCS）电动汽车车载充电电路。采用多谐振结构保证Buck电路中的IGBT实现ZCS，续流二极管实现零电压软开关（zero-voltage-switching，ZVS），满足车载充电器（onboard charger，OBC）大功率、高效率、高功率密度的需求。分析了电路的工作原理，重点研究了ZCS的实现条件，根据理论分析进行了硬件参数设计。此外，设计试制了1台8.5 kW样机并进行了实验研究，实验结果与理论分析一致，验证了分析的正确性。

电动汽车；车载充电器；零电流软开关；交错并联

由于能源危机和环境问题日益加剧，电动汽车和混合动力电动汽车受到越来越广泛的关注，相关研究也成为研究热点。电动汽车充电设备是为电动汽车提供能量的关键部件，直接影响充电时长和电池使用寿命，是电动汽车发展面临的一大挑战［1-2］。受体积、重量和成本的限制，目前的车载充电器的功率相对较低、充电速度慢。因此，开发体积小、重量轻、效率高、功率大、功率因数高、THD低的车载充电装置是目前电动汽车发展的一个重要需求［3］。

车载充电器按结构可分为单级和两级2种。其中两级结构具有灵活性高、输入输出可调节范围宽的优点。但是两级结构不利于提高系统变换效率，难以满足车载充电器体积小、重量轻的需求。而单级结构会减少开关器件的数量，降低电路复杂程度，更有利于实现高转换效率和高功率密度，因此更适合车载充电器应用。……