大功率直流充电模块设计

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2025.05.006

电器与能效管理技术 ›› 2025, Vol. 0 ›› Issue (5): 43-51.doi: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2025.05.006

大功率直流充电模块设计

黄菊, 姚泽鹏, 周俊辉, 郑宗华, 毛行奎

福州大学电气工程与自动化学院, 福建福州 350108

收稿日期:2025-03-13 出版日期:2025-05-30 发布日期:2025-07-24
作者简介:黄菊(2000—),女,硕士研究生,研究方向为电力电子变流技术。|姚泽鹏(2000—),男,硕士研究生,研究方向为电力电子变流技术。|周俊辉(1999—),男,硕士研究生,研究方向为电力电子变流技术。
基金资助:
国家自然科学基金项目(51207025);国家自然科学基金项目(52107183)

High Power DC Charging Module Design

HUANG Ju, YAO Zepeng, ZHOU Junhui, ZHENG Zonghua, MAO Xingkui

College of Electrical Engineering and Automation,Fuzhou University, Fuzhou 350108, China

Received:2025-03-13 Online:2025-05-30 Published:2025-07-24

摘要/Abstract

摘要：

三相交错LLC谐振变换器在大功率场合能够有效降低单相电流应力,并通过交错并联技术减小输出纹波,缩减输出滤波电容体积,进一步提升功率密度。构建三相交错LLC谐振变换器电路数学模型,对关键参数进行设计,并运用等效电路模型展开理论分析;同时考虑磁性元件的散热优化问题,以保障变换器在高温环境下可靠运行。最后,设计并搭建1台60 kW的三相交错LLC谐振变换器样机。通过实验测试,验证了所提方案的有效性,为LLC谐振变换器在大功率应用中的设计与优化提供了参考。

关键词: LLC谐振变换器, 交错并联, 参数设计, 大功率应用

Abstract:

In high-power applications,the three-phase interleaved LLC resonant converter can effectively reduce the single-phase current stress and the output ripple through the interleaved parallel connection technique,and minimize the size of the output filter capacitor to further improve the power density.The circuit mathematical model for the three-phase interleaved LLC resonant converter is constructed,the key parameters are designed,and the equivalent circuit model is adopted for the theoretical analysis.Mean while the heat dissipation optimization of the magnetic components is taken into account to ensure the conventer’s reliable operation in high-temperature environments.Finally,a 60 kW three-phase interleaved LLC resonant converter prototype is designed and constructed.Through experimental tests,the effectiveness of the proposed scheme is verified,and providing a reference for the design and optimization of LLC resonant converters in high-power applications.

Key words: LLC resonant converters, interleaved parallel connection, parameter design, high-power applications

中图分类号:

TM46

黄菊, 姚泽鹏, 周俊辉, 郑宗华, 毛行奎. 大功率直流充电模块设计[J]. 电器与能效管理技术, 2025, 0(5): 43-51.

HUANG Ju, YAO Zepeng, ZHOU Junhui, ZHENG Zonghua, MAO Xingkui. High Power DC Charging Module Design[J]. LOW VOLTAGE APPARATUS, 2025, 0(5): 43-51.

图/表 17

图1

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参考文献 15

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参数	数值	参数	数值
输入电压/V	600~870	恒功率输出范围/V	>300
输出电压/V	200~1 000	谐振频率/kHz	130
输出电流/A	0~200	额定功率/kW	60

相型	I_max	I_min	I_o	ΔI_c	(ΔI_c/I_o)/%
单相	I_m	0	0.637I_m	I_m	157.0
三相	2I_m	1.732I_m	1.903I_m	0.268I_m	14.1

工况	(P_Cu+P_Fe)/W	ΔT_Lr/K
工况1	22.17	84.47
工况2	19.02	74.43
工况3	15.39	62.48

工况	(P_Cu+P_Fe)/W	ΔT_T/K
工况1	8.07	26.23
工况2	13.48	40.47
工况3	22.01	60.07

参数	数值或型号	参数	数值或型号
输入电压/V	600~870	工作频率/kHz	80~223
输出电压/V	200~1 000	额定功率/kW	60
输出电流/A	0~200	一次侧SiC MOSFET	R1M120R040Z
谐振频率/kHz	130	二次侧SiC二极管	HX1D40065D
恒功率输出范围/V	>300

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High Power DC Charging Module Design

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