对于电动汽车车载充电器，其前端PFC AC/DC变换器输出存在二倍频脉动功率，传统解决方法导致充电器使用寿命和安全可靠性的直接下降。为此，论文采用的方法降低了变换器输出脉动功率和电容容量，并基于功率解耦电路工作原理的分析，完成其关键参数的确定。针对PFC AC/DC变换器设计无模型非线性功率控制器，旨在提升变换器的动静态性能和鲁棒性，针对2 kW车载充电器，建立了集成功率解耦电路的PFC AC/DC变换器的SIMULINK仿真模型，通过系统仿真研究证实所建立的集成功率解耦电路的PFC AC/DC变换器一体化解决方案的可行性和有效性。
随着新能源电动汽车的快速发展，对车载充电器的需求日益增长。车载充电器是电动汽车的关键部件，它负责将交流电源转换为直流电源，为车辆电池进行充电。在这一过程中，PFC（功率因数校正）AC/DC变换器作为前端功率处理的设备，扮演着至关重要的角色。然而，在传统的PFC AC/DC变换器设计中，存在一个难以回避的问题——输出存在二倍频的脉动功率，这一问题对充电器的使用寿命和安全可靠性构成直接威胁。本文详细探讨了这一问题，并提出了一种集成功率解耦电路的设计方法，旨在解决传统方法所带来的问题。
二倍频脉动功率会导致充电器寿命缩短和安全性的下降。在传统的设计中，通常采用电解电容来处理这种脉动功率，但是电解电容虽然成本较低且容量较大，却存在显著的寿命短和可靠性差的缺陷。因此，本研究提出了一种采用功率解耦电路的设计方案，利用储能器件（如电感Ld和电容Cd）来吸收和存储二倍频脉动功率，减少输出电压纹波，从而改善系统性能。这种方法可以替代传统电解电容，有效延长充电器的使用寿命，提高系统的安全性。
在功率解耦电路的设计中，对关键参数的确定至关重要。例如，电感Ld的选择需要考虑到消除高频开关纹波，同时限制电流纹波在一定范围内。而电容Cd则需要具备足够的容量来吸收二倍频脉动功率。通过精确计算和选择这些参数，功率解耦电路能够充分发挥作用，将脉动功率转化为电能储存于电容器中，并在需要时释放，确保负载获得稳定的直流功率。
此外，为了进一步提升变换器的动态性能和鲁棒性，本文采用了一种无模型非线性功率控制策略。与传统基于数学模型的控制方法不同，无模型控制不依赖于精确的系统模型，而是通过自适应和学习机制来应对系统内部和外部的扰动。这种控制策略能够有效吸收PFC AC/DC变换器的二倍频脉动功率，增强系统的响应速度和稳定性。
为了验证所提出方案的可行性和有效性，研究者在2 kW车载充电器的基础上，建立了集成功率解耦电路的PFC AC/DC变换器的SIMULINK仿真模型。通过对仿真模型进行深入研究，证明了该方案不仅能够有效降低输出脉动功率和电容容量，而且能够确保变换器的稳定性和可靠性。
本研究提出了一种集成功率解耦电路和无模型控制策略相结合的设计方法，显著提高了单相PFC AC/DC变换器的性能，尤其是在电动汽车车载充电器领域中的应用。该方法不仅延长了充电器的使用寿命，提升了系统的安全性和效率，还为车载充电器的设计提供了新的思路和技术支持。随着相关技术的不断成熟和优化，未来可以预见电动汽车车载充电器将以更加高效、可靠和安全的方式服务于大众。
