基于半桥三电平变换器LLC谐振参数的分析设计

在LLC谐振电路中,为了计算谐振元件Lr、Lm、Cr的参数值,以应用在电动汽车充电桩上的半桥三电平LLC谐振电路为研究对象,分析该电路的工作机理,并采用每对开关管关断时间错开,一只先关断,另一只后关断的控制策略,从而实现电路工作在零电压关断工作状态,达到减少开关损耗和实现软开关的目的。基于基波分量简化建模法对该电路建立数学模型,经过理论推导,得出应用于半桥三电平电路中的LLC谐振元件Lr、Lm、Cr的参数设计方法。设计了一款输入电压为600～750 V,输出为750 V/20 A的样机,验证了上述理论分析的正确性和设计方法的合理性。     

一种优化 LLC 半桥谐振变换器的设计研究

针对AC/DC变换电源中的高效率LLC DC/DC变换拓扑进行了深入分析,并指出在LLC拓扑设计中,使变换器工作在Ⅰ区和Ⅱ区的感性区域,仅仅是LLC拓扑实现ZVS的必要条件,而非充分条件。要在电源设计中,真正实现LLC拓扑的ZVS,就必须满足所给出的ZVS充分条件。给出一个600 W LLC AC/DC电源的设计实例,并进行了理论计算和仿真,实验样机的LLC DC/DC变换级实测效率达到97%。     

高功率LLC全桥变换器谐振网络分析与设计

软开关技术是LLC谐振变换器的一大特点,提高了变换器的效率和功率密度,大大降低了开关损耗,但全桥LLC变换器目前缺少一种实现软开关参数的定量分析计算方法和高效简洁的设计思路.本文在建立LLC全桥谐振变换器交流等效电路的基础上,分析开关频率为2个不同谐振频率时的谐振网络阻抗状态,然后遵循能量守恒对LLC的软开关实现进行公式推导,最后提出利用谐振参数关系式与仿真图形相结合的一种简洁的LLC变换器设计思路.搭建了1台全桥LLC谐振变换器样机,实验结果验证了设计方案的正确性.     

半桥三电平LLC谐振变换器的调制方法

为了得到适合高输入电压、宽增益范围应用的优选拓扑,从混合调制方法的角度对4种常见的半桥三电平LLC拓扑进行分析和对比.混合调制策略可以在不改变谐振腔参数、不增加额外元器件的前提下,使LLC谐振变换器的增益范围加倍.使用穷举法分析各三电平结构所有可能的具有零电压开关特性的调制方法,按照调制自由度和直流增益的不同分为高增益频率调制、低增益频率调制和脉冲宽度调制3大类.对比从元件的数量与应力、自动均压能力和对调制方法的兼容性3个方面进行展开,结果表明,桥臂串联型全桥拓扑具有最优的综合性能.实验结果验证理论分析的正确性.     

基于半桥LLC谐振变换器的电动客车充电设备的研究

电动客车充电设备的开关电源通常采用谐振变换器作为DC-DC隔离型拓扑结构,传统的LC串联、LC并联或LCC串并联谐振变换器在输入电压波动较大情况下存在较大关断电流,因此,基于半桥LLC谐振变换器的电动客车充电设备,采用基波近似法分析品质因数、电感比等参数对变换器直流增益的影响,研制了充电设备样机,对电动客车蓄电池进行了多阶段充电策略的状态控制测试,结果表明基于半桥LLC谐振变换器的电动客车充电设备具有优异的软开关性能,有效地提升了设备直流输出电压的质量。     

半桥LLC谐振倍压变换器的混合式控制策略

为了提升LLC谐振倍压变换器在全负载范围内的效率,提出了一种采用频率调制(FM)模式和burst模式的混合式控制策略。变换器满载工作时采用FM控制以获得较高的效率,当负载较轻时采用burst模式以减小轻载条件下的损耗。分析了混合式控制策略的工作模式和实现方法,采用谐振电流参与控制的方法实现了burst期间内开关管的零电压开关,通过减小burst模式的周期降低了输出纹波的幅度。实验结果证明了所提混合式控制策略的可行性,变换器在各工作状态下均能达到较高的效率。     

LLC谐振变换器特性分析及关键参数设计

针对LLC谐振变换器增益公式复杂、谐振参数设计困难等问题,详细分析电路的工作过程,给出参数设计的约束条件,简化了参数设计要素,最后在合理的谐振参数下通过实例进行了验证．实验结果表明,LLC谐振变换器能够实现开关管的零电压开通,同时能够有效抑制整流二极管的反向恢复特性,实现次级的零电压关断．     

LLC谐振变换器参数优化方法的研究

基于LLC谐振变换器的工作原理,提出了一种基于优化LLC谐振变换器中的励磁电感来降低谐振电流和变压器次级输出电流有效值的设计方法．根据高效率、高功率密度和高频化的要求,通过研究各参数变化对电路运行和性能所造成的影响,设计了一个1MHz的LLC谐振变换器,给出了实验和仿真结果．     

一种新的LLC倍压谐振变换器参数设计方法

提出了一种新的LLC倍压谐振变换器参数设计方法。首先,基于基波分析法分析了该拓扑的增益特性,然后推导出了LLC倍压谐振变换器主回路谐振电流峰值的表达式,给出了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。最后,利用MATLAB优化方法对LLC电路进行了优化设计并对设计结果进行了实验验证。     

并联半桥谐振变换器分析与研究

基于开关电源小型化的发展趋势,分析传统开关电源变换器的原理及缺陷,提出一种并联半桥谐振电路的设计方法。对传统开关电源变换器的结构进行改进,采用零电压开关电路的分析方法,解决开关电源体积及能量损耗的问题,有效地提高开关电源的效率。     

基于GaN全桥LLC谐振变换器交错并联系统的损耗分析

为提高全桥LLC谐振变换器交错并联(FBLLC-SP)系统的效率,且使其理论损耗与实际运行损耗更贴近,对比Cascode型GaN HEMT向系统引入单体增强型GaN HEMT,并将其寄生参数引入到损耗模型中,建立了一种适用于单移相(SPS)开环控制和三移相(TPS)双闭环控制的FBLLC-SP系统精准损耗模型;给出最佳...     

Buck+半桥LLC倍压谐振两级式DC/DC变换器

针对微波功率模块(MPM)集成电源应用,提出了一种新型的基于定频控制的Buck+半桥LLC倍压谐振两级式DC/DC变换器。阐述了两级式变换器的拓扑结构,分析了后级半桥LLC倍压谐振变换器的特性和工作原理,给出了优化设计方法。最后,制作了一台功率400W输出的样机,进行了仿真和实验验证,样机的满载效率达到了96%。     

LLC谐振变换器ZVS开通研究

合理选择LLC谐振变换器的死区时间是实现功率开关管零电压开通的前提。基于基波分析法等效模型,推导出保证功率开关管零电压开通的最小死区时间和最大死区时间,得出保证开关管零电压开通的死区工作区间。通过SABER搭建了一个LLC模型,验证了区间的合理性。     

双向LLC谐振变换器特性分析

目前针对LLC谐振变换器的研究主要集中于单向工作,双向LLC谐振变换器的研究仅局限于双4型LLC谐振变换器的初步研究,而对新型4-11型LLC谐振变换器的工作特性及应用环境研究较少。在PSPICE仿真软件下建立LLC谐振变换器模型,制作实验样机,对比分析双4型LLC谐振变换器和4-11型LLC谐振变换器的双向工作特性,给出其适合的工作应用环境。该研究成果为不同类型的双向LLC谐振变换器的研发及应用提供了重要依据。     

半桥电流馈入型LLC变换器的研究

针对传统的LLC变换器无法实现较高的转换效率问题,本文采用基波分析法,研究了一款适用于低电压输入,且可实现零电流关断的半桥电流馈入型LLC变换器。分析了该变换器的工作原理,比较了其与传统LLC变换器的异同,在借鉴传统LLC变换器建模方法的基础上,对半桥电流馈入型LLC变换器进行建模分析,同时运用基波分析法推导了该变换器的开关网络、输出网络和谐振网络模型,并利用Saber仿真软件对半桥电流馈入型LLC变换器进行仿真分析。仿真结果表明,在不同负载情况下,该变换器可通过谐振获得较高的电压增益,且在一定范围内谐振频率越高,增益越大;当流过开关管的电流过零,且有较小的反向电流时,开关管关断,说明半桥电流馈入型LLC变换器能够稳定、可靠地实现零电流关断。该研究具有广阔的应用前景。     

基于电荷控制策略的半桥LLC电路建模和仿真

针对半桥LLC谐振电路的传统频率控制模型为三阶系统,高阶系统难以实现环路补偿且带宽窄的问题,对基于电荷控制策略的半桥LLC电路进行小信号建模。控制模型表明,电荷控制策略可将传统频率控制的三阶系统简化为一阶系统,极易实现环路补偿且有较宽的带宽。最后对基于电荷控制策略的半桥LLC电路进行了仿真实验。仿真结果表明,基于电荷控制策略的半桥LLC电路可以获得良好的启动过程。     

基于时域近似法的CLLC谐振变换器参数设计

针对现行主流的基波分析法在电压增益计算时准确度较差,以及传统的谐振参数设计方法在对电池这类非阻性电源负载时存在参数难以确定的问题,提出基于时域近似法的CLLC谐振参数计算,解决了电压增益精确度和参数选取困难的问题。首先建立变换器的P、N、O等3种模态的时域方程,通过对运行时主要工作模式中PO、PN波形的简化,求出对应模式的电压增益公式,以电压增益范围和全局软开关的实现作为参数选取的约束条件,求出具体的谐振网络参数;然后利用MATLAB搭建仿真实验模型,实现全局软开关和电压增益要求,在谐振频率下工作效率均在95%以上。仿真实验结果验证了所提设计方法的可行性。     

LLC谐振高压变压器模型参数测量

利用高压变压器的非理想化参数作为LLC谐振回路的部件提高电源的性能和可靠性。根据变压器等效电路模型,分析利用高压变压器的阻抗频率特性和增益频率特性(波特图)测量分布参数的方法,设计并实测高压变压器阻抗与增益频率特性,计算激磁电感、漏感、绕组电容、直流电阻和磁芯损失电阻等模型参数,进行SPICE仿真分析。仿真结果与实测结果基本相符,验证了该方法的有效性。