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本论文作者与深圳市某新技术开发有限公司合作研究3kW混合动力汽车车载充电电源，是一款用于混合动力汽车车载锂电池的充电装置，以解决混合动力汽车车载锂电池能量供给问题。车载电池容量为40A/h346V，插电式混合动力汽车在夜间休息时可利用市电为车载电池充电，减少能源消耗。本文首先对充电电源主电路拓扑进行选择并提出拓扑选择的依据，比较PFC和隔离式的DC-DC常用结构，选择前级Boost PFC后级半桥DC-DC电路作为主电路，并根据实际设计要求计算主电路元器件参数以及各模块电路。根据计算的参数，对Boost PFC电路和半桥DC-DC电路进行小信号建模以及双闭环控制器的设计，在小信号建模等效出被控对象模型后，对被控对象进行电流电压PI控制，使其达到理想的输出效果，超调量较小，响应速度较快，稳定性较好。根据设计和计算的拓扑参数，仿真和实验分析两级半桥PFC电路，在Matlab仿真软件上对Boost PFC电路、半桥DC-DC车载充电电源的恒流恒压充电模式进行仿真分析，输入电流能够较好的跟踪输入电压波形，输出电流电压稳定的给电池恒流恒压充电。在实验平台上搭建充电电路，对电池进行充电实验，分析实验结果。由于两级半桥PFC电路效率偏低，为了提高充电效率，减小损耗，进一步分析探讨单级PFC半桥电路运用在车载充电电源上，由于PFC电路与半桥电路共用IGBT，减少开关器件，减小损耗，提高工作效率，既实现功率因数校正功能，又能实现能量传递功能。仿真分析单级半桥PFC电路，验证其工作原理，基于单级半桥PFC电路设计电流闭环控制系统，用于车载充电电源上，达到较好的控制效果。