LLC电路的参数计算

我们提到，后级采用的是两个LLC并联输出，以此来达到最大功率、小体积和高效率的要求，所以15KW为例，单个以7.5KW进行设计。 我们列举主要工况：

直流母线电压额定值：800V(±400V)

充电电压范围：200V~750Vdc

最大输出功率：7.5KW

第一谐振频率：110KHZ

01谐振腔参数

为了保证电路额定工作状态处于较高效率，一般把额定状态点设定为第一谐振点，根据此时的电压增益1，选取输出电压为560V时来作为调频和移相控制的分界点。 这里我们忽略母线电压纹波带来的影响，得到变压器变比和交流等效电阻如下：

调频模式下，LLC电路的最大电压增益Gmax为：

移相模式下，电路的最小电压增益Gmin为：

移相控制下最大的移相角和占空比为：

传统的调频模式下，当所需输出电压低于560V时，采用继续降低频率的方式。 而采用定频移相的模式，可以有效地提高电路增益地变化范围，提高电路在低电压输出时地效率。 这里，我们去电感比(Lr/Lm)为k=0.2，那么我们可以得到品质因数Q的选择范围为：

我们取Q=3.5，再根据所期望的开关频率110KHZ，则有：

则根据电感比k=0.2，可得Lm=Lr/k=78.5uH。

为了保证开关管实现ZVS，在此需要对MOS的关断电流进行校验：

可知ILm_max>Ip，关断电流可以满足开关管放电完成。 我们可以利用Matlab来验证所选参数是否满足输出电压增益的要求，如下：

由上可知，电路的第二谐振频率为44.97KHZ，此时电路的增益最大，可达到1.537，大于电路最大输出时所需要的1.339，所以所选参数可以保证ZVS条件下能够为输出电压的范围保留裕量。

02主要器件的选型

以下，我们来聊聊主功率器件的电压电流等级：

变压器初级电流可以分为励磁电流和输出电流两部分，可得：

①开关管计算

根据上式，开关管上电压电流的最大值为：

电压选取以20%的裕量，即1.2*400=480V; 电流选取50%的裕量，即18A.同时考虑温度和散热的影响，在此选择电压等级650V和电流43.3A(T=100℃)的MOSFET，具体选型大家结合实际来看。

②次级整流管的计算

次级整流管的电压最大值为VD=750V，

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

电压可以考虑20%的裕量，电流考虑到不平衡的因素取40%的裕量。

③谐振电容的最大电压值计算

谐振电容电流有效值和最大电压为：

我们可以选择额定耐压为473J/1000V，材料为MMKP82的薄膜电容，三个并联来得到谐振电容(电容并联可以降低ESR和ESL等好处)。 其损耗角正切值小于0.1%，故障下5s内可承受最大电压为1600V。

谐振频率下，输出电容的电流有效值为：

至此，关于直流充电桩系统的大概介绍就算聊完了，希望能够给大家带来一些帮助。 同样，也希望大家能够喜欢。