我們提到，后級(jí)采用的是兩個(gè)LLC并聯(lián)輸出，以此來達(dá)到最大功率、小體積和高效率的要求，所以15KW為例，單個(gè)以7.5KW進(jìn)行設(shè)計(jì)。 我們列舉主要工況：

直流母線電壓額定值：800V(±400V)

充電電壓范圍：200V~750Vdc

最大輸出功率：7.5KW

第一諧振頻率：110KHZ

01諧振腔參數(shù)

為了保證電路額定工作狀態(tài)處于較高效率，一般把額定狀態(tài)點(diǎn)設(shè)定為第一諧振點(diǎn)，根據(jù)此時(shí)的電壓增益1，選取輸出電壓為560V時(shí)來作為調(diào)頻和移相控制的分界點(diǎn)。 這里我們忽略母線電壓紋波帶來的影響，得到變壓器變比和交流等效電阻如下：

調(diào)頻模式下，LLC電路的最大電壓增益Gmax為：

移相模式下，電路的最小電壓增益Gmin為：

移相控制下最大的移相角和占空比為：

傳統(tǒng)的調(diào)頻模式下，當(dāng)所需輸出電壓低于560V時(shí)，采用繼續(xù)降低頻率的方式。 而采用定頻移相的模式，可以有效地提高電路增益地變化范圍，提高電路在低電壓輸出時(shí)地效率。 這里，我們?nèi)ル姼斜?Lr/Lm)為k=0.2，那么我們可以得到品質(zhì)因數(shù)Q的選擇范圍為：

我們?nèi)=3.5，再根據(jù)所期望的開關(guān)頻率110KHZ，則有：

則根據(jù)電感比k=0.2，可得Lm=Lr/k=78.5uH。

為了保證開關(guān)管實(shí)現(xiàn)ZVS，在此需要對(duì)MOS的關(guān)斷電流進(jìn)行校驗(yàn)：

可知ILm_max>Ip，關(guān)斷電流可以滿足開關(guān)管放電完成。 我們可以利用Matlab來驗(yàn)證所選參數(shù)是否滿足輸出電壓增益的要求，如下：

由上可知，電路的第二諧振頻率為44.97KHZ，此時(shí)電路的增益最大，可達(dá)到1.537，大于電路最大輸出時(shí)所需要的1.339，所以所選參數(shù)可以保證ZVS條件下能夠?yàn)檩敵鲭妷旱姆秶Ａ粼Ａ俊?/p>

02主要器件的選型

以下，我們來聊聊主功率器件的電壓電流等級(jí)：

變壓器初級(jí)電流可以分為勵(lì)磁電流和輸出電流兩部分，可得：

①開關(guān)管計(jì)算

根據(jù)上式，開關(guān)管上電壓電流的最大值為：

電壓選取以20%的裕量，即1.2*400=480V; 電流選取50%的裕量，即18A.同時(shí)考慮溫度和散熱的影響，在此選擇電壓等級(jí)650V和電流43.3A(T=100℃)的MOSFET，具體選型大家結(jié)合實(shí)際來看。

②次級(jí)整流管的計(jì)算

次級(jí)整流管的電壓最大值為VD=750V，

電流有效值為ID=Ioac_rms/√2=7.85A，平均值為Iodc/2=5A

電壓可以考慮20%的裕量，電流考慮到不平衡的因素取40%的裕量。

③諧振電容的最大電壓值計(jì)算

諧振電容電流有效值和最大電壓為：

我們可以選擇額定耐壓為473J/1000V，材料為MMKP82的薄膜電容，三個(gè)并聯(lián)來得到諧振電容(電容并聯(lián)可以降低ESR和ESL等好處)。 其損耗角正切值小于0.1%，故障下5s內(nèi)可承受最大電壓為1600V。

諧振頻率下，輸出電容的電流有效值為：

至此，關(guān)于直流充電樁系統(tǒng)的大概介紹就算聊完了，希望能夠給大家?guī)硪恍椭?同樣，也希望大家能夠喜歡。