全桥LLC谐振变换器的轻载时域模型

在此以全桥LLC谐振变换器作为研究对象,根据变换器的实际电压、电流波形,在对其工作模式进行深入分析的基础上,根据各个模式的状态方程及模式间的边界条件,通过时域分析建立了其在轻载情况下的时域模型。基于该模型,推导得到了对LLC谐振变换器设计有重要意义的增益曲线和效率曲线。分析LLC电路在轻载情况下整个工作频段的增益,并与基波近似法(FHA)进行了比较。最后,在20kW电动汽车充电模块电路上对所述时域模型和增益分析进行了实验验证。     

高效LLC谐振变换器设计与仿真

介绍了LLC谐振变换器拓扑的基本原理,采用基波近似(FHA)的方法对LLC拓扑的等效电路模型进行分析并得出了电路的直流增益特性,讨论了主要参数对电源系统性能的影响。通过一个400 W的LLC谐振变换器的实例得出其比较理想的优化参数,为了更好地减小损耗,采用了同步整流技术。通过Pspice软件进行仿真,得出的仿真结果验证了其正确性和可用性。     

一种改进的LLC变换器谐振网络参数设计方法

对于LLC谐振式直流变换器,提出一种基波分析法结合时域仿真的改进型谐振网络参数设计方法。在LLC谐振式变换器的设计中,谐振网络参数的设计对于变换器的性能具有重要影响。该文在采用基波分析法对LLC谐振式直流变换器的电压增益特性、零电压开通(zero voltage switching,ZVS)条件、器件应力和谐振网络传输效率进行详细分析的基础上,指出基波近似分析方法不能准确反映谐振变换器电压增益特性的缺点,并提出一种基波分析法结合时域仿真的改进型谐振网络参数设计方法,给出其设计过程。基于所提出的方法设计的参数建立一台220 W的样机,实验结果证实了所提出改进型设计方法的正确性和可行性。     

一种改进型基波等效分析方法

提出了一种改进型的基波等效分析方法,针对传统的基波等效分析法在精度上存在的不足进行修正和改善。建立合理的假设与等效,并基于LLC谐振变换器采用新型分析方法构建电压增益和电压、电流应力的数学模型。并对改进型基波等效分析法的修正策略进行了详细的分析叙述。最终通过实验结果以及和其他分析方法的对比,证明了所提出的分析方法的正确性,并且展示了其在计算电压增益和电压、电流应力等方面的精度和准确性上的优势,将传统FHA计算的误差最高降低了30%。     

稀土电解电源LLC谐振变换器的研究

由于传统稀土电解电源DC/DC变换器存在不易实现软开关、体积大、效率低等缺点,因此提出了一种原边全桥副边采用同步整流的LLC谐振变换器用于稀土电解电源,并详细分析了该变换器的工作原理和特性,同时在运用基波近似法(FHA)对变换器增益分析的基础上对谐振网络参数进行计算。仿真实验证明了该理论分析的正确性,该电路拓扑结构能在宽范围输入内实现软开关,有效提高了电源的效率。     

高效率CLL谐振变换器的分析与设计

阐述了CLL谐振变换器的工作原理,该变换器能在全负载范围内实现开关管的零电压开关(ZVS)和次级整流二极管的零电流开关(ZCS),降低了开关管的开关损耗,消除了二极管的反向恢复损耗。与传统LLC谐振变换器相比,CLL谐振电路网络中并联谐振电感上的电压随负载减小而减小,流过并联谐振电感上的电流也因此减小,从而减小了轻载时的环流损耗,改善了轻载效率。采用基波近似(FHA)分析方法分析CLL谐振变换器,得到该变换器的直流增益特性,并给出变换器关键参数的设计原则。通过实验验证了理论分析的正确性。     

高频隔离型AC-DC环节直流侧阻抗建模与稳定分析

为了解决高频隔离型AC-DC环节阻抗建模问题,提出一种电压源型变换器(voltage source converter, VSC)与LLC谐振变换器集成耦合设计成的高频隔离型AC-DC环节(voltage source converter cascade LLC resonant converter,VSC-LLC)直流侧小信号阻抗模型的建模方法,此方法首先结合在近似谐振点工作模式下LLC谐振变换器的恒增益电压钳位功能,实现单级统一控制策略,将VSC与LLC视为一级;在此基础上,结合基波近似法下LLC谐振变换器的4阶小信号模型,建立了VSC-LLC系统小信号模型,进而推导出直流侧阻抗模型,突破双级系统阻抗建模。最后基于Matlab/Simulink搭建VSC-LLC非线性时域仿真系统,仿真结果验证了所提VSC-LLC直流侧阻抗建模方法的正确性,并分析了电路参数和控制器参数对直流侧阻抗的影响,为基于高频隔离型AC-DC环节微电网的阻抗稳定性分析提供了理论基础。     

基于移相控制的三电平LLC谐振变换器宽电压范围输出的分析与设计

LLC谐振变换器拓扑具有高效率和高功率密度的优势,广泛应用于DC-DC变换器场合。因为传统LLC谐振变换器难以适应宽电压范围输出,采用移相控制拓宽三电平LLC谐振变换器的系统增益范围,减小工作频率范围,提升轻载下的系统效率。移相模式下采用传统基波近似法分析时,系统增益曲线会与实际值偏差较大,分析其原因后,采用时域分析法建立了精确度更高的系统增益曲线,依据时域分析模型,提出了一种三电平LLC谐振变换器电感比(励磁电感与谐振电感的比值)的设计方法。实验结果表明:移相控制将增益范围从0.8~1.0提高到了0.5~1.0,并且采用所提电感比设计方法 ,软开关实现良好。     

双向对称型LLC谐振变换器参数优化分析

针对一种对称型双向LLC谐振变换器进行原理分析以及参数优化设计,可降低功率开关器件通断时产生的损耗.首先采用基波近似(FHA)的方法分析了变换器的工作原理,得出变换器的直流增益特性曲线.通过分析负载情况以及寄生参数对开关管ZVS和ZCS特性的影响,设计合理的品质因数和谐振参数,以确保负载变化范围内变换器不会进入容性工作区域.最后在saber仿真软件下搭建双向LLC谐振变换器仿真模型,通过仿真结果与理论分析的分析对比,验证了参数优化设计的可行性和准确性.     

计及DCM的电动汽车充电机LLC谐振变换器参数设计与优化

电动汽车充电技术是促进电动汽车发展与规模化应用的关键。LLC谐振变换器具有效率高、输出电压范围宽、功率大等特点,在电动汽车充电机中得到广泛应用。由于谐振过程十分复杂,通常采用基波等效分析(First Harmonic Approximation,FHA)方法设计LLC谐振变换器。该方法由于没有考虑不连续导通(Discontinuous Conduction Mode,DCM),从而存在较大的误差,并且需要多次反复迭代寻找合适的电路参数。提出了一种计及DCM分析的电动汽车充电机参数设计与优化方法,可以更精确地求解变换器电压增益,并且设计过程不需要迭代。针对某容量3.3 kW、输入400 V、输出250～430 V的LLC谐振变换器进行仿真分析,结果表明,采用所提方法对LLC谐振变换器参数进行优化设计,变换器的效率更高,且电压增益误差比传统方法减小了74.9%。     

基于时域分析的CLLC谐振变换器参数优化设计

基波分析法在偏离谐振频率点时难以给出准确的增益结果，不适用于宽增益范围的应用场合。基于此问题，提出一种新的时域分析法来推导更加精确的CLLC谐振变换器增益表达式，从而指导参数优化设计。首先，分析了基波分析法存在的不足。然后，通过时域分析对不同运行模态下的CLLC变换器进行建模，推导得出更加精确的增益表达式。在满足软开关的前提下，利用推导得出的精确增益公式对电感比k及品质因数Q的取值进行了优化。该方法得到的增益公式精度高且参数设计流程简洁。最后，基于优化设计的参数，搭建了一台1 kW且满足宽增益范围输出的实验样机。仿真与实验结果均验证了时域分析的准确性与参数设计方法的可行性。     

LLC谐振变换器的参数设计

对于LLC谐振变换器,谐振网络参数的设计对提高变换器的工作性能有着重要的影响.采用基波分析结合频率仿真的方法,在对LLC变换器的直流电压增益特性,零电压开通条件及谐振网络传输效率进行详细分析的基础上,总结推导出一种简单、高效的LLC谐振变换器的参数设计方法,并给出其具体设计过程.最后,基于所提出的方法设计了具有90%变...     

大功率LLC变换器的谐振参数优化设计*

LLC变换器具有实现原边零电压开通和副边零电流关断的软开关特性，其功率密度高，在车载电源、LED等领域被广泛应用。但LLC谐振变换器由于工作的复杂性，导致谐振参数缺乏一种有效且明确的设计方法。论文基于基波近似法(first harmonic approximation, FHA)对传统的增益公式进一步化简，提出了一种简单明确的谐振参数设计方法。为了验证此方法设计的参数最优性，制作了一台7.5 kW的实验样机。输出电压范围为100 V～375 V,而且可在200 V～375 V的电压范围内实现7.5 kW的恒功率输出，整机平均效率达到95%以上，峰值效率可达到96.7%。实验结果表明，提出的参数设计方法可最大化地提高变换器效率。     

频域逼近优化的开关电流电路小波变换方法

提出了一种频域逼近优化的开关电流电路小波变换方法。利用小波函数幅度响应和相位响应信息,并考虑滤波器稳定性,设计小波基滤波器频域逼近优化模型,模型可采用常规优化算法求解。基于第二代开关电流积分器电路,构造一阶节和双二阶节基本电路模块。以五阶高斯小波基为例进行优化逼近,对逼近获得的小波基滤波器传递函数进行级联分解,并采用开关电流基本电路模块进行小波基电路综合。分析表明,五阶高斯小波逼近时域均方误差仅为2.883×10-4,频域均方误差仅为5.061×10-4。仿真结果表明,电路具有逼近效果好、小波尺度可调谐、电路灵敏度低等特点。     

计及谐波和死区影响的IPT系统时域建模与软开关特性分析

LCC-S补偿感应电能传输(IPT)系统的原边逆变桥输出电流包含丰富的谐波分量,采用传统的基波分析法进行分析会带来较大的误差。针对该问题,文中考虑谐波和死区的影响,将谐波含量少的线圈支路用基波模型近似表示,保留富含谐波的输入脉冲激励电压,在基波模型基础上建立简化的时域分析模型。基于该时域模型,对系统参数进行优化,实现开关管的零电压开关(ZVS)。最后,搭建了1 kW实验样机,实验结果验证了所提模型的准确性,系统在宽工作范围内实现了ZVS软开关,当输出功率100 W以上时系统效率均高于90%,且最高效率达到95.6%。     

适用于ISOS拓扑的高压DC/DC变换器研究

在电力电子变压器和直流配电网等领域,需要采用DC/DC变换器双向传输能量。为了适用不同电压等级电网,研究适用于ISOS拓扑的双向DC/DC变换器,采用双向LLC谐振实现能量双向流动时开关器件的ZVS和准ZCS,使用均压电阻实现系统的稳态均压。首先描述双向LLC谐振变换器的工作波形,然后采用基波分析法对电路的增益特性进行分析。将适用于ISOS拓扑的增益特性及软开关的实现条件作为双向LLC谐振网络设计的依据,并对高频隔离变压器和ISOS拓扑的均压电路进行分析与设计。最后研制2个6.25 kW的变换器,对所提出的设计方法进行验证。试验证实变换器能够实现能量双向传输时开关器件的ZVS和准ZCS,并且能量双向流动时变换器具有相同的增益特性,同时变换器的串联不均压度小于3%。     

一种改进的LLC电路在交流电源中的应用研究

LLC谐振电路因具有高功率密度、高效率等优点成为研究的热点,由于其输出电压不是正弦交流电,研究焦点集中在直流电压输出的LLC谐振变换器。为了在正弦交流电源中利用LLC谐振电路的优点,本文介绍一种在LLC变换器基础上改进的直流-交流变换器。首先在Saber仿真基础上论证电路能实现正弦交流输出,然后对电路进行频域分析,并提出一种能实现软开关的参数设计方法,最后根据所述方法设计电路并仿真验证理论的正确性。