双向LLC谐振变换器混合控制策略研究

针对双向半桥LLC谐振变换器在脉冲频率调制(PFM)下存在电压增益范围较窄的缺点,研究了一种PFM-非对称脉冲宽度控制(APWM)混合控制策略.该策略在PFM的基础上,当电压增益小于1时,采用APWM进行输出电压调节,从而有效扩展了变换器电压增益调节范围,并且可以实现全范围零电压开关(AVS).详细分析了 APWM策略...     

高效的LLC谐振变换器变模式控制策略

提出了LLC谐振变换器采用频率调制(FM)和脉冲宽度调制(PWM)的变模式控制策略。输入额定电压时变换器采用FM控制以获得最大性能效率;输入电压降低时,采用非对称占空比PWM控制使变换器处于反激变换模式,获得最大电压增益;在输入电压较高或负载较轻时,采用对称占空比PWM控制,实现全负载范围内开关管零电压开关(ZVS)和整流二极管零电流开关(ZCS),降低开关损耗。对变模式控制策略工作模式以及特性进行了分析,给出了控制方案电路框图。实验结果验证了变模式控制策略的可行性,变换器获得了更高性能效率和更高功率密度。     

宽电压输入半桥型LLC谐振变换器设计与实验

半桥型LLC谐振变换器由于拓扑简单、工作效率高而得到广泛研究.此处针对宽电压输入的工作情况,采用脉冲频率调制(PFM),避免了传统PWM控制占空比变化范围大的问题.为了提升变换器效率,对各关键谐振参数进行设计,分析了其对电源输出特性的影响,使得初级开关管实现零电压开通(ZVS),次级二极管实现零电流关断(ZCS).结合理论数学推导和增益曲线分析,设计了一台100 W的变频半桥型LLC谐振变换器样机,并完成了相关实验,验证了参数设计的正确性,样机的最大效率达到93.95％.同时对变换器进行了损耗分析,以便进一步优化设计.     

LLC谐振变换器的滑模混合控制方法

为了解决LLC变换器在变频控制下电压增益范围较窄的问题,提出了一种基于滑模控制的混合控制策略.该控制策略结合了脉冲频率调制和移相控制的优点,在混合控制策略下,LLC谐振变换器能够根据增益大小切换模式.详细分析了LLC谐振变换器的工作原理以及工作特性,并给出滑模混合控制策略的具体实现方案.仿真结果证明了所提控制方法的可行...     

基于SG1525的PFM-PWM控制谐振DC/DC变换器

设计了基于SG1525宽温度工作范围的340 W LLC谐振DC/DC变换器.介绍了一种利用集成控制芯片SG1525来实现脉冲频率调制(PFM)-脉宽调制(PWM)控制的方法.为解决轻载或空载时LLC谐振变换器工作频率太高、损耗大的问题,提出了在轻载或空载时采用PWM控制的策略,并提出了实现电路.最后在340 W样机上进行了实验验证,证明了利用SG 1525可以实现PFM控制和轻载时的PWM控制.该电路结构简单,参数设计灵活,且可以实现变频控制和PWM控制的无缝切换,很好地满足了宽温度要求.     

基于LLC谐振变换器的直流电源控制系统设计

基于LLC谐振变换器的直流电源,具有输出电压范围宽、效率高、体积小等优点,因此受到了青睐。首先分析了三电平半桥LLC谐振变换器的数学模型。在此基础上,设计了以数字信号处理器(DSP)为控制器的脉冲频率调制(PFM)控制系统。针对DSP处理器在闭环调频过程中易出现周期值和比较值装载时间不一致、导致电路出现异常振荡的问题,提出了特定区域内赋周期值和比较值的方法。最后,通过实验证明了该方法的有效性。     

一种对称式三电平LLC谐振变换器控制策略

针对燃料电池输出特性软、电压范围变化宽的特点,通过脉宽调制(PWM)控制使对称式三电平LLC谐振电路工作在三电平升压模式、三电平降压模式和倍频模式,实现高、中、低3种增益模态,拓宽了变换器增益范围.为解决对称式三电平LLC拓扑直流侧电容均压问题,提出一种通过控制初级上、下桥臂相位差实现所有模式下分压电容电压均衡的策略....     

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%。     

电源模块中LLC变换器分析研究

LLC谐振变换器不仅可实现DC/DC变换,还在传统变换器基础上有着良好的特性。此处设计的LLC变换器不仅可达到软开关的效果,还减少了电路中的磁通损耗,在实际应用中有良好的品质特性。首先对变换器进行分析研究,然后根据变换器原理进行仿真模拟,在该变换器中,两个LLC变换器初级绕组串联,输出端两个变换器并联。并通过在反馈回路中引入变频控制芯片UC3863来实现脉宽调制(PWM)序列控制。对所提变换器的工作原理、稳态分析及设计依据进行讨论。最后以输出24 V/20 A变换器为例,验证了所提变换器的特性。     

基于PSM技术的一种新颖级联多电平变换器研究

脉冲阶梯调制(PSM)技术是将脉宽调制(PWM)技术和阶梯调制(SM)技术相结合,是级联多电平逆变器中一种广泛应用的调制方式。将PSM技术应用于级联多电平变换器,控制方便简单,能用较少的H桥输出较多的电平数且输出电压连续可调。仿真和实验结果表明,PSM技术能够很好地应用于级联多电平变换器中,输出电压波形总谐波畸变率小。     

LLC半桥式谐振变换器参数模型与设计

根据LLC拓扑结构工作原理,建立了LLC半桥式谐振变换器的数学模型。基于最优转换效率和宽负载变化范围的转换关系,根据模型确定了漏感、励磁电感和谐振电容,并设计了一款LLC半桥式谐振变换器,开关频率提高到兆赫兹级,在轻载和满载时效率均达到94%,功率密度达到500W/in3,实验结果表明了模型和参数设计的正确性。     

一种APWM结合PFM降频的CLLC谐振变换器软启动策略

为减小CLLC谐振变换器在启动阶段的谐振冲击电流,提出一种不对称脉冲宽度调制(APWM)和脉冲频率调制(PFM)降频相结合的CLLC谐振变换器软启动策略。该策略由半桥APWM、全桥APWM和PFM降频等三个阶段组成。在半桥APWM阶段,开关管S1逐步增大占空比但保持最大开关频率;在全桥APWM阶段,开关管S4逐步减小占空比但保持最大开关频率;在PFM降频阶段,各个开关管固定占空比但逐步降低开关频率至谐振频率。在CLLC谐振变换器原理样机上验证了所提方案的可行性,同时与现有的软启动方案进行对比分析,仿真和实验结果表明,所提出的软启动策略能进一步减小启动阶段谐振电流。     

基于LLC谐振变换器的近距离无线供电系统

针对极近距离下传统无线供电方式谐振频率和电压增益受线圈气隙影响较大的问题,此处提出了基于串联式LLC谐振电路拓扑形式的无线供电系统。通过建立电路模型研究其频率增益特性,提出调整控制信号与次级电流同相实现自动频率追踪,并分析推导了变压器实际损耗对调谐精度的影响及补偿方式。针对所述方法对电流过零点时刻信息的需求,提出一种简单、通用、低成本的光反馈电路。设计样机并进行测试和对比实验,结果表明:系统实现了自动调谐功能,在0.2～1mm的间距范围以及12 V供电0.4～0.8的品质因数范围下频率变化2%,电压变化1%,证明了所提方案的有效性。     

自激式LLC谐振变换器

LLC谐振变换器可以在全负载范围内实现开关管的零电压开关和二次侧整流二极管的零电流开关,变换效率高。当它工作在谐振频率时,输出电压与负载无关。根据此特点,提出一种LLC谐振变换器的自激驱动方法,采用电流互感器并联电感的方式检测谐振电感电流,从而获得开关管的驱动信号,为了提高开关速度,对驱动电路进行了进一步的改进。针对启动电流过冲的问题,采用一种改进的LLC谐振变换器拓扑。该变换器适用于对输出电压精度要求不高的应用场合,相对于采用专用控制芯片的控制方式,自激驱动方法还具有成本低和体积小的优点。     

基于DSPIC数字控制器的LLC谐振变换器设计

阐述了一种基于16位高性能DSPIC数字控制器的LLC谐振变换器的设计原理。介绍了LLC变换器结构组成及特点,分析其3种稳态运行模式下的工作原理,在此基础上还介绍了Microchip公司的数字控制器DSPIC SMPS DSC的功能及特性,最后给出了采用此控制器实现输出功率200W,输入电压范围DC350～450V,输出12V的数字电源控制的硬件及软件设计方法。     

高功率密度LLC谐振变换器的研究

介绍了一种高功率密度、宽输入电压范围的LLC谐振变换器设计方法.首先,通过基波等效模型分析了电路的直流增益特性,并以此为依据讨论了宽输入电压范围的LLC谐振变换器参数设计要点;然后,根据损耗分析和实验研究讨论了小功率电路设计中磁元件的重要性.最后,通过实验验证了上述分析结果.     

宽增益高效率LLC谐振变换器拓扑

针对LLC谐振变换器增益负载敏感性强、与效率存在强耦合的不足,提出了一种由LLC 谐振变换器和两开关buck-boost构成的宽增益高效率LLC谐振变换器拓扑。通过采用输入并联与输出串联的方式,分别由LLC谐振变换器传输功率、buck-boost调节输出电压。其中,LLC谐振变换器运行于谐振频率,buck-boost采用PWM调节输出电压。分析了变换器的运行模式,给出了相应的参数设计方法,并进行了仿真验证。最后,对输入30 V、输出200~360 V、360 W样机进行了实验,实验样机增益范围和效率分别为6.67~12、97.4%。仿真与样机实验验证了所提出的宽增益高效率LLC变换器拓扑及其调制方法的有效性。     

LLC谐振变换器参数设计

介绍了一种LLC谐振变换器参数的设计方法。基于高效率、高功率密度的要求,通过研究各参数对电路运行和性能所造成的影响,设计最优化的参数以满足变换器的设计要求,并给出实验结果。     

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.     

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。