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电动汽车充放电操作采用电力电子设备,给电网造成谐波污染,带来电能质量下降,因此需要采取措施加以限制。本文根据目前国内外对车载充电机功率因数校正技术的研究现状,确立了研究方向和具体研究内容。首先,论文针对目前常用的车载充电机升压型功率因数校正(BoostPFC)整流电路的不足,研究一种单管三电平BoostPFC电路拓扑结构,根据其工作模式进行分析和数学建模,并采用适合该拓扑结构的经典级联PI控制算法和新型滑模控制算法,详细地设计了级联PI控制器的PI参数和滑模控制器的滑模面和控制律。其次,在Simulink仿真环境下对所设计的车载充电机功率因数校正电路进行仿真,仿真结果表明相对于传统BoostPFC电路,单管三电平BoostPFC整流电路开关管应力减小至1/2,输入电感尺寸由3mH降为0.64mH,电路尺寸和EMI大大降低。在级联PI控制下电路THD约为6%,PF>0.99;在滑模控制下电路THD仅为1.8%,PF>0.995,皆实现车载充电机充电功率因数校正的目的。相对于级联PI算法,滑模控制抗干扰动态性能更佳。最后,在仿真验证的基础上设计车载充电机实验样机,其中包括硬件电路设计和软件程序设计。硬件电路设计包括单管三电平BoostPFC主电路设计、传感器采集调理及过零检测电路设计、驱动电路设计。主要软件设计包括主程序设计、中断程序设计、初始化及自检模块程序设计、信号采样模块程序设计以及滑模控制算法模块程序设计等。对样机进行实验测试,实验结果与仿真结果保持一致,验证了研究的正确性和有效性。