一种三相交错并联双向传输CLLLC谐振变换器

针对电动汽车OBC(On Board Charger)在进行充放电时,需要DC/DC变换器同时具备大容量和双向功率传输的性能,提出了一种能够双向功率传输的三相Y-Δ型交错并联结构的CLLLC型DC/DC谐振变换器.它兼顾了多相交错并联结构的大容量特性和CLLLC结构的双向功率传输能力.该结构高压侧为Y型交错并联,低压侧...     

CLLLC谐振变换器的散热器优化设计

MOSFET作为CLLLC谐振变换器的核心器件,其散热设计会影响CLLLC谐振变换器能否安全可靠运行.针对5 kW的CLLLC谐振变换器,分析了散热器的表面温度与功率器件结温之间的关系.在此基础上,探讨了散热器表面温度与与其几何尺寸之间的关联程度,并对散热器肋片数、肋片厚度、肋片高度、风扇的风量等进行了优化设计.介绍了...     

CLLLC谐振变换器最优三脉冲间歇控制

CLLLC谐振变换器通常采用传统变频调制(FM)方式,然而在变换器处于轻载状态时,会产生输出电压漂高、增益不单调、运行效率降低的问题.为解决这些问题,在详细分析MOSFET寄生电容对CLLLC谐振变换器工作模态和电压增益特性影响的基础上,提出了一种最优三脉冲间歇控制方法.通过时域分析计算结果能够准确给出首脉冲宽度,解决了变换器轻载下的问题,显著提升了变换器的运行效率.最后搭建了一台最大输出功率150 W、输入电压80 V、输出电压20～75 V的实验平台,通过实验分析了轻载时的增益曲线,通过PSIM9.0仿真模型对所提控制方法的高效性和稳定性进行了验证.     

一种双向CLLLC谐振变换器的混合升压控制方法

CLLLC谐振变换器存在频率变化范围较大、升压范围较小的问题,不利于元器件设计及优化.针对CLLLC谐振变换器提出一种混合式升压控制策略,减小了频率变化范围,并使升压范围在变频控制的基础上进一步扩大,在实现软开关的同时能适应更宽范围的电压输入,结构可靠、易于实现.利用时域分析法,分析了混合控制下CLLLC谐振变换器的升...     

CLLLC谐振型直流变换器参数设计研究

CLLLC谐振式直流变换器因具有功率双向传输、电压等级转换效率高、正反向运行特性高度一致等很多优点,被应用在电动汽车直流充电桩.但是由于谐振元件个数较多且过程分析复杂,关于谐振回路参数的选择目前的研究缺少一种明确详细的设计方法.基于基波等效法先建模分析了各参数对变换器运行特性的影响以及软开关实现条件,然后提出了步骤详细...     

双向CLLLC谐振变换器的软起动及同步整流研究

针对实际应用中LLC谐振变换器存在许多问题,分析了适用于微网系统中连接储能系统的CLLLC谐振变换器的工作原理,利用基波分析法(FHA)建立变换器等效模型,得到其增益曲线,分析了谐振参数差异对增益曲线的影响。采用一种复合软起动控制策略,有效降低了启动过程中谐振网络中的冲击电压和电流。采用一种电流控制型同步整流控制策略,提高了变换器的效率。利用MATLAB/Simulink进行仿真,仿真结果验证了CLLLC谐振变换器设计和理论分析的正确性。     

CLLLC谐振变换器变频移相控制策略

针对CLLLC谐振变换器存在脉冲频率调制(PFM)的电压增益范围不足、移相调制(PSM) 下只能实现降 压功能、负载投切扰动对输出电压影响较大问题,提出了一种可分别调节开关频率与移相比的变频移相控制方法.该 方法可以根据输入电压范围自由切换控制模态,实现宽电压范围软开关;通过引入线性自抗扰控制(LADRC) 策略, 减小了负载投切扰动对输出电压的影响,并与传统PI算法进行了对比.最后,通过PLECS仿真验证了理论分析的正 确性和控制策略的有效性.     

三相LLC谐振变换器制氢电源研究

氢能作为一种洁净高效的二次能源,而广泛应用于生产和生活中。电解水制氢作为产生绿色氢气的重要制备方式之一,开发高效率且稳定的制氢电源模块具有重要意义。此处根据电解水制氢的电源工作特性,首先提出一种整流并联三相LLC谐振变换器制氢电源拓扑结构,在此基础上完成了主电路参数计算及其磁性元件设计;基于三相LLC谐振变换器的小信号数学模型,完善了比例积分(PI)补偿器的设计,通过调频控制实现在宽电压和宽负载范围内开关管的软开关特性,同时完成输出电流的宽范围调节,验证了三相LLC拓扑在降低输出电流纹波方面具有较大优势,满足制氢电源模块的要求;最后,基于PLECS电力电子仿真软件完成了三相LLC谐振变换器的仿真研究,且搭建了6 kW的实验样机对变换器的性能进行了实验验证。     

基于SiC-MOSFET的三相谐振LLC变换器设计

风能作为使用最广泛和发展最快的新兴可再生能源之一,风电机组中变桨充电器设计面临小型化与高功率密度的发展趋势,针对变桨充电器中DC/DC电路拓扑进行了分析研究,在选取碳化硅(SiC)-金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)器件的基础上,以三相谐振LLC电路拓扑为研究对象,对其设计方案进行了详细分析,并研制了基于SiC-MOSFET的三相谐振LLC变换器实验样机,通过对样机的实验研究验证了设计方案的准确性与合理性。     

CLLLC谐振式变换器的广义预测控制

针对CLLLC谐振式双向DC/DC变换器的模型复杂、环路设计困难以及动态特性慢等问题,提出了一种基于低阶等效模型的广义预测电压控制GPVC(generalized predictive voltage control)算法.首先通过扫频方法拟合得到变换器低阶等效模型;其次设计一种基于模型的GPVC策略,构建成本函数;最后,搭建实验样机实现预测电压控制算法.实验结果证明了所提控制策略的有效性,在多种工况下相比传统PI控制方法具有更优的稳态性、动态性和鲁棒性.     

基于碳化硅器件及其驱动的谐振变换器设计

硅(Si)基电力电子器件受限于Si材料特性难以在耐压、耐温、开关频率等方面有所突破,而碳化硅(SiC)基器件因其性能优异,尤其在中高压电能变换设备的应用中前景广阔。理论与实验对比分析了SiC MOSFET与Si MOSFET,Si IGBT的特性,对驱动电路进行了分析与改进以适应不同器件驱动电压的需要,最后应用SiC MOSFET及其驱动电路搭建了100 kHz CLLC谐振变换器实验样机。说明了SiC基器件相较于Si基器件在导通、关断以及开关性能上的优势,验证了改进后驱动电路以及基于此来研制高性能电源变换器的可行性。     

CLLLC谐振变换器的分级寻优模型预测控制

针对CLLLC谐振变换器提出了一种基于分级寻优模型预测的混合控制策略。通过结合变频控制与移相控制的优点,在实现软开关的同时,能拓宽变换器的电压增益范围。该策略不仅减小了普通有限集模型预测控制(MPC)策略的计算量,还改善了PI控制存在的电压超调大和动态响应慢的问题,在稳态性能相近的情况下提升了变换器系统的动态性能。最后通过Matlab/Simulink仿真和实验证明了分级寻优MPC策略的有效性。     

CLLLC谐振式双向全桥DC-DC变换器

动态特性与工作效率是双向DC/DC变换器的关键性能指标。本文详细分析了CLLLC谐振式双向全桥DC/DC变换器拓扑原理和工作过程,设计了变换器原边与副边谐振元件参数;同时,提出了一种基于输入电压前馈和输出电压反馈的闭环控制策略,采用了脉冲频率调制方式产生驱动波形。最后,在Matlab环境下进行了变换器的建模与仿真。结果表明,设计的CLLLC谐振式双向全桥DC/DC变换器实现了变换器的谐振软开关特性,具有较好的动态性能和较高的工作效率,从而验证了控制策略的可行性和参数设计的正确性。     

双向CLLLC谐振变换器的混合控制策略

以CLLLC谐振变换器为研究对象,其结构对称,正反向运行工作特性一致,利于实现能量的双向流动。使用变频加移相的混合控制策略使变换器在全负载范围内均可实现零电压开通(ZVS)和零电流关断(ZCS),具备宽泛的电压增益和较高的运行效率。详细分析了混合控制下变换器的运行状态和工作特性。最后通过1.6 kW的实验样机验证了理论分析的正确性和控制策略的有效性。     

LLC串联谐振DC-DC变换器

本文介绍了一种LLC串联谐振直流－直流变换器。该变换器的主开关工作在零电压开通下，整流器工作在零电流关断，在宽输入电压范围的情况下，其转换效率能够优化设计在输入电压的高端。一个200V到400V输入， 54V/20A输出的直流－直流变换器验证了其宽输入电压范围的特征，在400V输入电压的条件下，变换器的效率达到了95.2%。     

GaN器件在高频谐振变换器上的应用研究

提高变换器开关频率能有效提高功率密度,但开关及驱动损耗也会相应增加。氮化镓(GaN)器件具有导通电阻低、寄生电容小等特点,更适合高频应用。这里研究增强型GaN高电子迁移率晶体管(eGaN HEMT)在高频Boost谐振变换器中的应用和实现,针对由寄生电感引起的驱动电压振荡,给出可抑制振荡驱动电阻的选取准则。10 MHz谐振变换器样机实验表明,按此准则设计的电路可正常、有效运行。相比于采用Si MOSFET,采用eGaN HEMT后变换器效率有所提高。     

CLLLC谐振变换器变频移相混合控制方法

针对CLLLC谐振变换器存在脉冲频率调制的电压增益范围不足、相移调制的效率较低的问题,提出了一种可同时调节开关管占空比与开关频率的变频移相混合控制方法.该方法可以根据输入电压范围与负载功率变化范围自由切换混合控制模态以实现宽范围软开关与高运行效率,具有极高的调节自由度,且通过移相控制降低了启动时的冲击电流从而实现了软启...     

基于CLLC谐振变换器的三级电源变换器单元设计

三级电源变换器因其具备丰富特性而备受青睐.介绍了一种单相三级电源变换器单元的主要设计过程,包括独立控制的输入整流器、中间隔离CLLC谐振变换器以及输出逆变器三个模块.整流及逆变模块均引入比例谐振控制,采用单极性倍频调制.CLLC谐振变换器高频工作实现了开关管的软开关.在Matlab/Simulink中搭建各个模块并集成...