从环境和能源角度出发,相比传统汽车,电动汽车环保且其能源可再生,因而具有广阔的发展前景。但电动汽车应用的推广需要高转换效率、高功率密度的车载充电器和充电桩的支撑。车载充电器的主要组成部分为EMI滤波电路、AC/DC环节与DC/DC环节:EMI滤波器可提高充电器的抗干扰性,抑制干扰在电网与设备间传播;经EMI滤波器处理后的电能进入到AC/DC变换器,AC/DC变换器对其进行整流、功率因数校正、滤波;DC/DC变换器的作用则是将前级产生的直流电通过功率管和滤波网络的处理形成稳定的低压直流电,并将其输送至蓄电池。Buck变换器可与Boost变换器结合构成高功率密度的无桥车载充电器,二者分别充当充电器的DC/DC环节和AC/DC环节,因此研究一款能够稳定可靠工作、高效率、高功率密度的Buck电路具有一定的意义。为了保证变换器在扰动情况下,依然可以输出稳定的直流电压,需要引入闭环控制。闭环控制通过采样因各种扰动所致的输出变化,并经误差放大器环节、比较器环节及驱动电路环节,反馈控制变换器功率管的开通与关断,进而削弱输出因扰动所致的变化。此外,引入软启动环节,可以消除在变换器启动阶段因闭环反馈所致的电感电流过大的问题。在变换器中,开关器件存在开关损耗,影响变换器转换效率的提升。利用软开关技术中的零电压转换ZVT技术,可以削弱开关器件的开关损耗,进而提升变换器的转换效率,同时并未要求开关器件耐压及耐流能力同步抬升。此外,与硅功率器件相比,碳化硅功率器件具有一系列优良特性,使得其更适合应用于高频变换器。例如,碳化硅MOSFET的寄生电容均相对较小,开关速度较快;与硅基快恢复二极管相比,碳化硅肖特基二极管的反向恢复过程也较快,开关时间较短。故而利用ZVT技术,并结合碳化硅功率器件的优良特性,将会进一步提升变换器的转换效率。本文的主要工作是在对变换器各环节进行理论分析的基础上,合理设计Buck变换器中元器件参数并进行元器件的选型。接着使用仿真软件PSPICE分别对电路进行驱动模块的仿真、软开关的仿真、开环情况下的仿真、闭环情况下的仿真等,在电路各种模块划分仿真通过的基础上,对电路进行整体的仿真。此外,还分别就基于碳化硅器件和硅器件的电路进行仿真对比。对比发现,基于碳化硅功率器件的电路效率可高达98.55%,比后者高0.69%。在仿真通过的基础上,利用Altium Designer软件绘制该变换器的PCB,进行样机的制作,并展开焊接与测试工作,测试效率高达96.03%。