铁道客车的供电技术是列车安全、舒适运行的基本保障。经过不断发展,我国铁道客车目前主要采用DC600V电压等级的机车供电方式。列车上的DC600V/DC110V充电机主要为车载蓄电池充电,同时还负责向车上的照明、控制系统等DC110V设备供电,是现代新型客运列车不可或缺的供电设备,充电机性能的优劣直接决定了列车的乘坐舒适度和运行稳定性。因此,对充电机进行研究对于列车的电气化发展具有重要意义。本文根据充电机的参数指标,设计了一种数字控制型的充电机。首先,本文根据充电机的设计要求,对其主电路拓扑进行了选型,并介绍了所选拓扑的工作原理。由于充电机的功率较大,同时为了达到较高的转换效率,本文选用移相全桥软开关变换器作为主电路拓扑。其中,副边整流拓扑选用了全波整流电路;DC-DC变换拓扑选用了的滞后桥臂串联二极管型移相全桥ZVZCS变换器。其次,按照充电机的参数指标,对主电路中的元器件进行了选型计算,并对充电机控制系统中需要用到的信号采样、隔离驱动、硬件保护和辅助电源模块进行了硬件电路设计和说明。再次,本文基于有效占空比的概念,在Buck变换器小信号模型的基础上,建立了移相全桥ZVZCS变换器的小信号模型,并推导出了有关的传递函数;由于充电机具有恒压输出和限流充电两种工作方式,本文采用了两种输出单闭环控制策略,并利用MATLAB中的SISOTOOL设计了这两种控制方式下的PI调节器的参数;使用PSIM搭建了充电机的闭环仿真模型,对主电路中的元器件参数和两种闭环控制模式的稳定性进行了验证,初步说明了设计方案的正确性。最后,本文选用了 TMS320F28335芯片来实现充电机的数字控制系统,给出了充电机软件系统的实现方案,并在组装完成的充电机样机上进行了实物测试。测试结果表明充电机实现了 ZVZCS软开关,额定负载下的效率可以达到93%,两种闭环控制模式的调节性能均能满足要求。