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．     

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。     

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。     

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。     

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谐振变换器磁元件的一种集成方式

针对LLC多模态谐振变换器磁性元件多、设备体积较大、安装不方便等问题,根据LLC谐振磁元件的集成基本原则与方法,给出了LLC谐振电路磁元件集成等效电路,利用磁路-电路对偶分析方法对集成元件的磁芯结构、绕组分布及绕组匝数进行了设计.试验结果表明,通过磁性元件集成方式减小了磁元件数量,提高了变换器的功率密度.     

采用定频移相控制的宽输出范围多电平LLC谐振变换器

LLC谐振变换器有着转换效率高、软开关特性好等显著优点。但在储能系统充电的应用场合中,宽电压增益输出要求LLC谐振变换器工作频率在较大范围内变化,从而引起转换效率明显降低、磁性元件设计困难、轻载调节有限等问题。研究了一种采用谐振电感复用的LCL-T/LLC谐振变换器,可用于电动汽车的车载充电。将谐振电感置于变压器副边,构建LCL-T谐振腔使得变换器工作在恒流充电阶段,LCL-T谐振变换器的恒流特性可以显著减小变换器的工作频率范围;通过辅助开关改变谐振支路,该谐振电感也可参与LLC谐振,使变换器工作在恒压充电阶段,提供稳定的充电电压。由于谐振电感位于变压器副边,减少了死区时间内的磁芯损耗,提高了转换效率。详细分析了该变换器的工作模式和直流增益特性,给出了关键参数设计原则。最后,搭建了一台3.3 kW、400 V/330 V的实验样机,验证了变换器拓扑和控制方案的有效性。

     

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。     

LLC谐振变换器典型分析方法对比

LLC谐振变换器可以在高频运行的同时实现软开关,对于提高开关电源的功率密度和效率意义重大.基波近似法和运行模态分析法是现阶段研究LLC谐振变换器的2种经典方法,但目前缺乏针对二者在电压增益精确性、效率、应用场合等方面的研究.该文首先分析这2种方法的原理;然后,在PSIM环境下对LLC谐振变换器工作模态进行仿真分析;基于...     

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谐振变换技术应用研究

本文提出了一种新型LLC谐振变换器。它可使原边所有的开关管零电压导通、副边的整流管零电流关断,因而可实现极高的转换效率。试验结果证明,变换器转换效率可达到92.1%。     

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。     

软开关DC／AC变换器原理分析及谐振环节参数设计

导出了ＤＣ／ＡＣ变换器谐振直流环节电压波形可靠回零所依赖的最小初始条件和谐振开关所需的最小导通时间ｔ１ｍｉｎ。证明了电机负载电感Ｌ２及电阻Ｒ２对系统谐振特性影响较小,可用一恒流源代替的结论。讨论了谐振频率及谐振参数的选取方法,给出了谐振频率ω,谐振参数Ｌ、Ｃ,谐振电感初始预充电电流ＩＬ０及谐振峰值电压ＶＣｍａｘ之间的关系曲线。     

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...     

LLC谐振变换器变论域模糊神经PI控制研究

LLC谐振变换器具有高功率密度、高效率,且易实现全负载范围内软开关等优点,已获得广泛应用,但由于LLC谐振变换器具有强非线性和难以获得精确数学模型的特点,致使传统PI控制无法实现良好的控制性能。为改善LLC谐振变换器控制性能,本文在分析模糊控制、神经网络控制和变论域原理基础上,设计一种变论域模糊神经PI控制器。在模糊控制的基础上,通过引入神经网络,对模糊隶属度函数的分布进行优化,同时通过引入变论域伸缩因子提高模糊规则的利用率。最后对设计的变论域模糊神经PI控制器在LLC谐振变换器闭环控制中的性能进行研究,结果表明,本文设计的变论域模糊神经PI控制具有超调小、动态响应快等优点,其控制性能优于传统PI控制和模糊PI控制。     

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。     

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%。     

全桥LLC谐振变换器在宽范围输入下的仿真研究

随着新能源发电的迅速发展,比如光伏发电、风力发电等一些场合对后级的DC/DC变换器提出了宽输入、高效率的要求.而全桥LLC谐振变换器(FB-LLC)由于原边所有开关管均可实现零电压导通(ZVS)、副边二极管均可实现零电流关断(ZCS),整体效率较高.为了满足宽输入的要求,采用变模态控制,当输入电压较低时,采用全桥模态;...