一种LLC谐振式软开关高频变换器研究与实现

该文对LLC谐振式高频变换器拓扑结构进行分析,详细推导了传统的LLC谐振式变换器的直流电压增益模型,提出了考虑高频变压器寄生参数和谐振电感寄生参数的优化改进方法,建立数学模型分析得到了更为精确的直流电压增益模型,进一步得到了传统增益曲线和改进后直流增益曲线对比图。以提出的改进增益模型为基础,对谐振网络归一化电感比K和品质因数Q进行详细设计,并得到了谐振槽参数的计算方法。该文还对LLC谐振变换器的硬件结构进行介绍,根据LLC谐振变换器的指标,最终搭建了硬件试验平台。试验结果表明,该LLC谐振式软开关高频变换器参数设计能够实现开关网络的零电压开通、整流网络零电流关断软开关功能。     

适用于宽电压恒流输出的半桥LLC谐振变换器研究

半桥LLC谐振变换器以其结构简单、效率高等特点在开关电源领域得到了广泛运用.针对宽电压恒流输出的应用需求,分析并比较了半桥LLC谐振变换器的3种工作方式特点,选用了开关频率大于谐振频率的工作状态,控制方式采用了固定死区的互补调频方式,利用了变压器的励磁电感和外置谐振电感与谐振电容发生谐振,此时原边MOSFET实现ZVS,输出整流管为连续模式,适合用于恒流输出场合,次级整流部分采用全波整流方式,选用了智能同步整流驱动芯片的同步整流技术,降低了低压大电流输出场合下副边整流管的导通损耗,进一步提高了变换器效率.结合LLC控制芯片L6599和同步整流芯片TEA1795AT,设计了一款240 W\36 V输出的半桥LLC谐振变换器原理样机,最高效率达到93.4％,仿真和实验验证了设计方案的正确性.     

基于LLC谐振的微型光伏并网逆变器研究

针对微型光伏并网逆变器效率高,可靠性高的要求,提出了一种由LLC谐振变换器和工频极性转换电路构成的微型光伏并网逆变器。光伏电池输出的直流电经LLC谐振变换器转换成与电网电压同频同相的直流正弦半波电压电流,然后经后级晶闸管组成的工频极性转换电路逆变成与电网电压同频同相的交流电。为了提高LLC谐振变换器的效率,对LLC谐振变换器的参数和控制系统进行了优化,给出了主电路参数设计方法。最后制作了250W实验样机,经实验验证,该方案切实可行,满载效率可以达到96%。     

直流微电网中双向LLC谐振型变换器的研究

直流微电网中的DC-DC变换器可以实现直流侧到直流侧的能量转换,而作为隔离型DC-DC变换器中最典型的一种,LLC谐振型变换器在实现能量传递的前提下,同时也可以实现软开关,提高变换器的效率.针对一种双向LLC谐振型变换器进行研究.变换器的整流侧和交流侧均采用全桥结构,通过谐振网络连接.同时对变换器的工作原理、增益特性进行分析,提出一种移相控制策略来调节增益大小,使变换器正向、反向工作状态下都能实现输入电压的宽范围调节.最后采用PSIM软件搭建仿真.仿真结果显示,该电路可以在实现软开关的同时也可以保持输出电压的稳定,并且正向、反向满载空载工作时都可以实现输入电压的宽范围调节.证明了设计结构及方法的可行性.     

准谐振开关电源工作频率的研究

准谐振(QR)开关电源应用谐振原理实现开关管零电压导通,从而减小开关损耗.由于电路工作在临界导通模式,电源工作频率会随输入电压及负载的变化而变化,给设计工作造成一些困难.为确定变换器的工作频率,首先从准谐振零电压反激式软开关电源的原理入手,分析了开关周期中开关管漏、源级电压的变化,建立了各阶段时间与电路参数之间的关系,...     

半桥LLC谐振变换器的特性分析

介绍半桥LLC谐振变换器的工作原理,根据基波分析法(FHA)对LLC谐振网络进行了建模。并对半桥LLC谐振变换器的特性进行了分析。半桥LLC谐振变换器以其具有较高的功率密度和平滑的电磁干扰信号,而且解决方案元器件数量少,性价比高等优点被广泛应用于中高输出电压变换器。这种拓扑结构适合于负载输出较宽开关频率较高的应用。     

变拓扑LLC变换器的均流均压控制研究

隔离型变换器在新能源汽车充电和服务器电源得到广泛应用，传统LLC谐振变换器虽然具有高效率和高功率密度等优点，但传统LLC变换器在重载区的升压增益能力有限。提出一种变结构LLC变换器拓扑，通过分析变频控制加辅助移相补偿的工作原理来了解变换器的工作特性。并以此为基础进行参数和控制设计，使其能达到LLC谐振变换器的软开关特性和宽输出电压范围内连续调节的能力。最后设计了一台实验样机，验证了LLC变换器具有良好的宽输出电压范围能力，且串并联切换能实现均流均压控制目的。     

基于辅助谐振换流的新型ZVS-PWM升压变换器

提出了一种基于辅助谐振换流的新型ZCS-PWM升压变换器,即通过采用简单的有源辅助谐振网络实现了主、辅开关管的软开关,主开关管实现了零电压零电流开通、零电压关断,开关管电流电压应力小,辅助开关管实现了零电压零电流关断、零电流开通,特别适用于以IGBT作为开关器件的高电压大功率场合.以其在Boost变换器的应用为例分析了它的工作原理、软开关实现条件,给出了谐振参数的设计方法,该软开关设计思想可以推广到其他基本的DC-DC变换器中.制作了一台使用IGBT的3 kW-16 kHz的实验样机,通过仿真和实验验证了该变换器的有效性.     

集成化的同步整流半桥LLC软开关变换器

为提高电源的功率密度,减小电磁干扰和传导损耗,提出一种集成化的同步整流半桥LLC软开关变换器,该变换器原边谐振槽由谐振电容、谐振电感和励磁电感组成,实现功率开关管零电压开通(ZVS),副边采用集成控制芯片的同步整流技术(SR),实现自然换流,使得同步整流管在电流连续和断续模式下实现零电流关断(ZCS),减小整流电路的传导损耗和输出电流纹波,简化了电路结构,提高电源效率。文中分析了其工作原理,最后制作了一台240W实验样机,并给出实验结果。     

新型LLC+LC双谐振软开关变换器研究

针对LLC谐振变换器在负载变化时出现容性电压导通,带来关断损耗大效率低等问题,该文提出一种采用有限双极限控制技术方案,在LLC谐振变换器的基础上增加一个LC辅助谐振电路,并在开关器件上并联电容,构成新型LLC+LC双谐振软开关变换器。该文先介绍新型变换器的工作模态,建立数学模型,分析软开关特性,再进行参数设计,最后通过实验验证,证实关断损耗小、传输效率高。     

一种新颖的超高频感应加热电源

通过对软开关技术的研究,提出了一种全新的双管LLC谐振负载电路拓扑,解决了传统感应加热过程中高频条件下开关损耗的问题.采用电感电流反馈控制,并加入电路保护环节进行保护,提高了电源的可靠性.该方案简单新颖,易于实现.实验结果有效地验证了理论分析,该电路可以实现零电压开通,提高电源的工作频率.     

Design and development of repetitive capacitor charging power supply based on series-parallel resonant converter topology

LCL resonant converter based repetitive capacitor charging power supply (CCPS) is designed and developed in the division. The LCL converter acts as a constant current source when switching frequency is equal to the resonant frequency. When both resonant inductors' values of LCL converter are same, it results in inherent zero current switching (ZCS) in switches. In this paper, ac analysis with fundamental frequency approximation of LCL resonant tank circuit, frequency dependent of current gain converter followed by design, development, simulation, and practical result is described. Effect of change in switching frequency and resonant frequency and change in resonant inductors ratio on CCPS will be discussed. An efficient CCPS of average output power of 1.2 kJ/s, output voltage 3 kV, and 300 Hz repetition rate is developed in the division. The performance of this CCPS has been evaluated in the laboratory by charging several values of load capacitance at various repetition rates. These results indicate that this design is very feasible for use in capacitor-charging applications.     

基于移相全桥的车载辅助充电DC-DC变换器设计

针对纯电动汽车辅助充电DC-DC变换器的设计问题,对纯电动汽车电气系统结构及DC-DC变换器的应用需求进行了分析。并根据实际需求设计了一款基于移相全桥拓扑的DC-DC变换器。该变换器通过在电路原边外加电感拓宽了电路的ZVS范围,通过在原边变压器及外加电感间增加两个箝位二极管抑制了电路的电压尖峰;同时副边采用同步整流技术进一步提升了电路效率。最后给出了电路关键参数的设计过程和控制的实现方法,并搭建了一台实验样机对理论分析进行了验证。研究结果表明,所设计的样机能够输出160 A电流并实现了轻载96%以上的效率。     

基于L6565的准谐振反激式变换器设计方法

为了提高开关电源的功率密度,减小开关电源的体积和电磁干扰(EMI),降低功率开关器件的导通损耗,介绍了一种基于16565的准谐振反激式变换器.利用功率开关管自身的输出电容与变压器原边电感产生谐振,通过适当的控制实现了开关管的零电压导通.与传统的反激式硬开关变换器相比,它能有效地减小开关损耗,提高变换器的效率.     

电流源型高压隔离驱动电源研究

研究了一种应用于高压环境下的隔离驱动电源拓扑结构。采用半桥逆变或全桥逆变拓扑提供高频输入电压,提高对输出要求的适应性; 采用谐振网络获得稳定恒流源; 利用高压电缆线外绝缘材料的绝缘性实现高电压等级的隔离,以串联多输出的方式达到多路输出的目的。给出了电流源型高压隔离驱动电源的结构,并对变换器的组成和工作原理进行分析。根据参数设计要求对电流源型高压隔离驱动电源进行了仿真实验,得到一台单个支路输出10 V/0.5 A的高压隔离驱动电源仿真模型,结果证明具有良好多输出特性,验证了驱动电源结构的有效性。     

基于无源辅助谐振换流的新型软开关变换器

提出了一种无源辅助谐振换流新型软开关变换器.即通过采用简单的无源辅助谐振网络实现了开关管的软开关,开关管电压电流应力小,解决了输出二极管反向恢复问题.特别适用于以IGBT作为开关器件的高电压大功率场合.本文以其在Boost变换器的应用为例分析了它的工作原理,软开关实现条件,给出了谐振参数的设计方法,该软开关设计思想可以推广到其它基本的DC-DC变换器中.制作了一个使用IGBT的5 kW-20 kHz的实验样机,通过仿真和实验验证了该变换器的有效性.     

基于Si9112的高效率开关稳压电源

论文介绍了应用电流模PWM器的高效率开关稳压电源的基本原理,更具体清晰地提出了一种利用Bic/DMOS开关式控制芯片Si9112,来设计电源供电系统中DC/DC变换器的电路实例,该电路结构简单,易于集成,功率损耗小,对于从事电子技术的人员具有很好的实际参考价值。     

超高频感应加热电源逆变器负载拓扑的研究

针对兆赫级超高频感应逆变器中器件开关损耗大和感应加热负载变化大等问题,引入了一种新颖的双管超高频谐振逆变器,该谐振逆变器能够很好地处理兆赫级逆变电源电路上的寄生电感和寄生电容对电路的影响,实现了开关管零电压关断、零电流零电压开通,能极大地减少开关管的开关损耗;分析了该拓扑在负载为感性、阻性、容性条件下逆变器的工作状态以及该拓扑在4种经典逆变器负载条件下零电压软开关的状态和范围。最后,以LLC逆变器负载设计了1 MHz谐振逆变器的样机。研究结果表明LLC逆变器负载更适合该谐振逆变器。