全桥软开关LLG变换器模型与设计

现代DC/DC变换器的发展趋势是高频率、高效率和高功率密度.基于电路拓扑结构,提出了全桥LLC谐振变换器的数学模型,推导了电压增益与负载的关系.基于最优转换效率和宽负载变化范围的转换关系,确定了谐振电路参数,并设计了一款全桥软开关LLC谐振变换器.仿真与实验结果表明,该设计从轻载到满载范围内效率均达到94％以上,开关频率提高到了兆赫兹级,功率密度达到2.4×107 W/m3,验证了模型的正确性.     

第四类LLC谐振变流器模块功能准同构拓扑探求及变形研究

针对现有第4类LLC谐振型DC-DC变流器拓扑种类繁多,研究芜杂的现状,该文在总结第4类LLC谐振型变流器基本特性及分析方法的基础上,从模块电路功能辨识的角度出发,将该类变流器拓扑重新统一构建在一个由若干基本功能电路模块组成的宏模型内,并探求归纳其所有基于此宏模型的功能电路模块准同构拓扑形式。这些拓扑形式保留了第4类LLC谐振型DC-DC变流器的特征和优点,可根据输入输出及磁隔离要求而分类,并具有各自适用的应用场合,是电力电子系统集成优选拓扑类。进而,这些拓扑可柔性改造成诸多变形形式,从而适用于一些特殊应用,例如高压输入及高效率多路输出场合。最后,用一个适用于不间断电源(uninterruptible power supply,UPS)系统后备模式直直转换的样机验证第4类LLC谐振型DC-DC变流器准同构拓扑及变形形式的多样性和在工业应用中的有效性。     

双向LLC谐振型直流变压器的软启动及功率换向控制

双向LLC谐振型直流变压器(DCT)在保持了LLC谐振变换器高效率和高功率密度等优点的同时,具备双向传输能量的能力。通过对双向LLC谐振型DCT在变频控制和移相控制下增益特性曲线的分析,提出一种基于移相控制的软启动控制策略,使得DCT无论是空载还是满载启动,都能平稳快速地建立输出电压,有效避免了谐振网络中的电流和电压冲击。针对双向LLC谐振型DCT既可为负载供电又能接收能量回馈的工作特点,采用一种基于输出电容电压滞环控制的功率换向控制策略,可准确迅速地变换DCT的工作模式,从而顺利地改变功率流动方向。所提控制策略的可行性和有效性通过仿真和样机实验得到了验证。     

宽输出LLC谐振变换器的定频PWM控制策略

传统频率控制的LLC谐振变换器不适用于宽电压范围的应用场合,且存在较大的循环电流而难以实现高转换效率。为了解决这些问题,提出一种简单的定频PWM控制策略,谐振变换器的后桥臂通过固定的开关频率控制,开关频率等于谐振频率;前桥臂采用PWM控制,将谐振网络的输入电压转换成多电平电压,谐振变换器实现2倍的电压增益调节范围。在这种控制方式中,增益范围独立于负载和励磁电感,可以简化谐振参数设计,通过设计较大的励磁电感减小电路的传导损耗和开关关断损耗,提升转换效率。仿真结果表明：谐振变换器可以实现宽输出电压,该控制策略降低了循环电流和关断电流。最后,通过实验验证了所提控制策略的可行性。     

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...     

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%。     

主回路电流有效值最小的LLC参数优化设计

提出了一种适用于LLC倍压谐振变换器参数设计方法。首先,推导出了LLC倍压谐振变换器主回路谐振电流峰值和有效值表达式,分析了LLC倍压谐振变换器的ZVS导通条件,建立了变换器优化设计模型。然后,利用MATLAB优化设计方法对LLC电路进行了优化设计。最后通过Pspice仿真实验验证了优化方案的可行性。     

一种高频LCCL四谐振参数变换器

为了增大工作频率,减小输出纹波,提出了一种四谐振参数(LCCL)谐振变换器。该变换器是在LCC谐振变换器的基础上增加了1个附加电感。分析了电流断续模式下LCCL谐振变换器的工作模态,并建立了数学模型。分别试制了基于LCC和基于LCCL的样机,并进行了对比测试。仿真与实验表明,与LCC谐振变换器相比,LCCL谐振变换器在提高工作频率的同时,不会增大电流应力与损耗,具有输出纹波小,输出电压调节范围大的优点。     

主回路电流有效值最小的LLC参数优化设计

提出了一种适用于LLC倍压谐振变换器参数设计方法.首先,推导出了LLC倍压谐振变换器主回路谐振电流峰值和有效值表达式,分析了LLC倍压谐振变换器的ZVS导通条件,建立了变换器优化设计模型.然后,利用MATLAB优化设计方法对LLC电路进行了优化设计.最后通过Pspice仿真实验验证了优化方案的可行性.     

考虑寄生电容的半桥LLC谐振变换器参数优化设计

含变压器的隔离型变换器易受到寄生电容的影响,降低系统运行的稳定性。针对LLC谐振变换器,建立含变压器寄生参数的等效电路模型,推导电压增益公式。对比无寄生参数和含寄生参数的电压增益曲线,分析寄生电容对选取电感比及其品质因数所产生的影响。在设计参数时考虑寄生电容的影响,分析开关管实现ZVS的条件,推导电感比的计算方法以及品质因数的取值范围。优化设计电感比、品质因数,进而优化各谐振参数。搭建实验样机,验证该优化方法的正确性和可行性。     

谐振式DC-DC变换器的无死区分析

本文通过分析谐振式DC-DC变换器在滤波电感变化时的电路特性,阐明了死区产生、效率降低的原因,并推出了死区与滤波电感的关系,从而得到没有死区的工作条件,为电路的性能改善提供了依据。本文结论将有利于谐振式电能转换电路的分析、设计和改进。     

LLC谐振变换器设计中的权衡

LLC谐振变换器是具有低开关损耗、高效率和高功率密度、可以实现ZVS(zero voltage switching)等诸多优点的DC/DC变换器。谐振网络各元件的参数设计对提高变换器的性能有着重要影响。在对LLC谐振变换器的结构与工作原理、直流电压增益特性、实现ZVS的条件的分析基础上,总结出一种简单合理的LLC谐振变换器的设计方法,并对谐振网络各参数的权衡进行详细地分析与讨论,给出了具体的设计过程。最后设计了60k Hz、50 W的LLC谐振变换器,实验结果证实了设计方法的可行性。     

复合式全桥三电平LLC谐振变换器

该文提出了一种适合于燃料电池供电系统新颖的复合式全桥三电平LLC谐振变换器。它是在复合式全桥三电平变换器的基础上加入了LLC谐振网路以实现开关管ZVS和整流二极管ZCS。该变换器集合了复合式全桥三电平变换器和LLC谐振变换器的优点：适合于在宽输入电压范围的应用场合;三点平桥臂的开关管电压应力只有输入电压的一半;整流二极管实现ZCS,其电压应力仅为输出电压;可以在全负载范围内实现ZVS。该文通过一个200－400V输入,360V/4A输出的原理样机验证了它的工作原理,并给出实验结果。     

低压直流系统用LLC谐振直流变换器参数优化设计方法

针对低压直流系统用直流变换器,文中提出一种利用相量图进行LLC谐振变换器参数设计的方法。在介绍LLC谐振变换器的基本工作原理之后,采用基波分析法,得到变换器的基波等效电路;然后,通过相量图表现变换器中各变量的关系,以此说明变换器增益范围对励磁电感和谐振电容取值的限制要求;最后,结合谐振电容选型和变换器效率特性等因素,利用最低开关频率与谐振电容峰值电压和谐振电流的关系,方便地确定最低开关频率和其它电路参数的设计值。     

一种基于简化时域方程的LLC谐振变换器参数设计方法

LLC谐振变换器中的谐振元件参数会影响变换器的增益、损耗、体积等主要特性,而目前大多关于谐振参数的优化设计方法存在精度不高、算法复杂等不足。对此,基于简化时域方程对重载下LLC谐振变换器开关频率小于谐振频率的工况进行了分析,指出影响增益的主要因素为电感系数。同时,以谐振阻抗作为关键变量,基于时域分析对软开关过程以及谐振电容电压峰值进行了分析,并给出了相关的约束方程。在以上分析的基础上,提出了一种谐振参数优选值的设计方法,具有准确、简单、快速的优点。最后利用仿真及实验对该设计方法进行了验证。     

LLC谐振变流器中平面变压器铜损优化设计

本文对平面变压器应用于LLC谐振变流器中时的铜损进行了分析。与普通的变压器不同,LLC中的变压器同时实现了一个变压器和一个电感的功能。这使得变压器一、二次电流并不是同相位的,并导致一些额外的铜损。本文对绕组结构和气隙的影响分别进行了分析,在损耗分析的基础上讨论提出了一些LLC谐振变流器中平面变压器的优化方法。在分析过程中,利用有限元分析(FEA)仿真工具为理论分析提供帮助。并制作了一台300～400V输入,12V/33A输出的样机来检验理论分析和仿真结果。     

基于移相控制的串并联负载谐振变换器研究

在分析了桥臂死区时间对输出电压的影响基础上 ,采用交流分析法对移相控制串并联负载谐振变换器进行稳态分析 ,同时利用MATLAB软件绘制了一组特性曲线 ,为优化参数设计提供参考依据。实验结果验证了上述分析的正确性。     

非隔离型LLC谐振变换器分析设计

LLC谐振网络变换器是一种软开关变换器,能够降低损耗、实现高频化、提高效率,在通信电源、电池充电器等方面有着广泛的应用.传统LLC变换器为隔离型的谐振变换器,其中包含一个高频隔离变压器.在功率较大的场合中,隔离变压器设计困难,且漏感较大,导致损耗高,影响变换器性能;另一方面,隔离变压器由两个绕组组成,导致谐振变换器的体...     

高效率全桥LLC谐振变换器参数设计研究

提出了一种全桥LLC谐振变换器的参数设计方法,设计参数包括变压器原边励磁电感、谐振电感、谐振电容,以及变压器原副边匝比。通过该设计方法,能够在获得较大励磁电感的同时高可靠地实现原边开关管的零电压开通（ZVS）,降低开关器件的损耗,提高变换器效率。此外,可以通过提出的绘制电压增益特性曲线簇的方法,直观高效地确定电感系数K和品质因数Q,优化了参数设计。同时,对电感系数K对变换器效率的影响进行了理论分析和实验研究。最后,实物样机上200 W的实验结果验证了该参数设计方法以及相关理论研究的正确性和有效性。