基于时域分析的车载高效率LLC变换器优化设计

来源：电工电能新技术杂志2025年第4期北京时间：

作者：赵永秀， 朱治钢， 刘泽伟， 王崇杰， 雷鸣

单位：1. 西安科技大学电气与控制工程学院, 陕西 西安 710054;
2. 西安市电气设备状态监测与供电安全重点实验室， 陕西 西安 710054

摘要：传统车载低压LLC变换器采用级联拓扑或交错并联拓扑来提升功率等级，导致效率提升难、输出电流不均等问题。为此，本文提出一种对称式谐振腔的双变压器半桥LLC拓扑结构。深入分析对称式谐振腔工作状态与输入电流纹波，发现对称式谐振腔可实时均分谐振电流，使得输入电流纹波减小且连续，缓解汽车电池输出应力。同时，探究本文所提出拓扑励磁电感量对两变压器均流能力与不平衡度的影响，发现当励磁电感量越接近时，两变压器均流能力越好，不平衡度越低。为近一步减小LLC变换器在变频工况下的循环电流时间及提升所提出拓扑效率，本文采用时域分析方法对变换器进行参数优化设计，建立最佳工作模态PO模式下状态时域方程，确定负载约束、系数约束、零电压开关（ZVS）等约束条件，求解最佳谐振参数范围，提升变换器工作效率。实验结果证明了理论分析的正确性与实际应用的可行性。

关键词：车载低压LLC变换器； 对称式谐振腔； 时域分析方法； PO模式； 参数优化设计

基金资助：国家重点研发计划项目（2023YFC3009802）