基于UCC29950的LLC谐振半桥电源的设计

LLC谐振半桥变换器可以在宽电压范围内全负载条件下实现软开关,在整个工作过程中,实现初级MOSFET的零电压开关(ZVS)和次级整流二极管零电流开关(ZCS)。因此可以达到较高的效率和功率密度,而且在负载和输入电压范围变化较大的情况下,其开关频率变化较小。文中首先分析了LLC谐振半桥变换器的工作原理,并基于TI公司的UCC29950芯片设计了一种300W电源样机,该芯片集成了PFC和LLC控制器。文章重点介绍了LLC谐振半桥变换器的参数设计,实验结果表明该电源性能优良。     

LLC谐振变换器参数改进算法仿真北大核心

采用目前方法对LLC谐振变换器的参数进行优化设计时,没有分析LLC变换器软开关工作条件,无法准确获得LLC谐振变换器的直流增益、谐振电流与等效电阻电流比值、谐振电流以及有功电流,导致优化后的LLC谐振变换器整体性能较差。提出基于改进粒子群的LLC谐振变换器参数优化方法,首先对LLC变换器软开关工作条件进行分析,获得LLC谐振变换器参数优化的约束条件,在此基础上,利用混沌搜索机制改进粒子群算法,利用改进后的粒子群算法完成LLC谐振变换器参数的优化。实验结果表明,所提方法优化后的LLC谐振变换器具有良好的性能。     

一种LLC谐振变换器设计的新思路

LLC谐振变换器因为工作效率高,且适合工作在高频条件,成为最受关注的直流／直流变换器拓扑之一。然而只有正确合理的设计方法才能得到更高效可靠的产品,分析了LLC各谐振参数对LLC工作状态的影响,表明了各参数之间的相互制约关系,进而提出了LLC设计的一种新思路,最后研制了一台 LLC谐振变换器样机,其较高的变换效率证明了该设计方法的正确性和有效性。     

LLC谐振变换器线性补偿软启动控制研究

针对LLC谐振变换器启动时的涌流问题,根据LLC谐振变换器原理对频率调节增益和占空比调节增益进行分析,并利用仿真工具和函数拟合工具探究频率调节增益、占空比调节增益与混合调节总增益的关系,提出了一种LLC谐振变换器线性补偿软启动控制策略。此策略根据占空比调节时的增益特点设计占空比变化函数,根据上述分析得到的增益关系,设计频率变化函数,用频率调节增益对占空比调节增益进行线性补偿,使得输出总增益可以趋于线性变化,最大化地抑制启动电流。通过仿真和搭建实验样机,验证了所提出的策略可降低损耗,并有效抑制启动电流,提升了电源系统安全性,降低了设计成本。     

一种PWM结合PFM的ZVS准谐振变换器

准谐振变换器可以实现功率器件的零电压或零电流开关,但要得到稳定输出电压需采用脉冲频率调制(PFM),这给功率电路参数设计和系统稳定性带来困难,本文研究一种PFM结合PWM的控制模式来调节准谐振变换器输出电压,并实现其开关管的软开关,该控制方案与电压调节器协调工作,调节功率管驱动信号的脉宽和频率,保证了软开关条件和降低导通损耗,实现高频高效的功率变换。建立了100W升压准谐振变换器样机,实验结果验证了该控制方案的可行性。     

高效半桥LLG谐振变换器的参数设计及仿真

针对目前LED驱动电源存在有效功率低、效率转换差方面的问题,研究采用LLC谐振变换器以提高转换效率.分析了半桥LLC谐振变换器的工作过程,通过工作原理过程分析,推导出了励磁电感最大效率转换公式.按照参数流程图,设计了变压器变比、谐振电容、谐振电感、励磁电感等参数,设计了一款240W LED驱动电源,利用Matlab仿真工具搭建了LLC谐振变换器仿真模型,进行了参数验证,仿真结果验证了该设计计算方法的有效性.     

Buck变换器频率引起的混沌及其控制

大多数关于变换器分岔和混沌的研究都是以直流电源电压作为变量进行分析和控制的。为了研究变换器开关频率对系统动力学行为和混沌控制效果的影响,以PWM模拟电压控制Buck变换器为研究对象,首先通过计算机仿真电路得到分岔图,分析了开关频率对系统的影响;然后利用硬件实验电路对单周期稳定、倍周期分岔和混沌3种不同状态进行相图分析,对分岔图进行验证;最后,采用参数扰动法实施混沌控制,研究了正弦谐波扰动信号幅值对控制效果的影响。通过选取特定的幅值比,经过计算机仿真电路得到新的分岔图,与混沌控制前的分岔图形成了鲜明的对比;通过选取特定的开关频率,经过混沌控制前后的电容电压和电感电流时域图,验证了混沌控制有利于提高变换器的稳态和暂态性能。有利于加深对变换器非线性动力学行为及其控制的认识和研究。     

高频LLC谐振变换器的节能降损研究

为了高频LLC谐振变换器达到节能降损的目的,论文建立了确定器件和逻辑链路控制(LLC)谐振变换器设计参数对器件和变压器绕组损耗的影响,量化了氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)对降低转换器损耗的益处.器件损耗主要是由器件的传导电阻和转换器RMS电流所决定的传导损耗.RMS电流随着不同的励磁电流和死区时间组合而变...     

高功率LLC谐振变换器的设计方法

研究转换器的效率优化问题,基频分量法已广泛应用于高功率LLC谐振变换器设计中.传统方法用正弦波代替谐振电流,忽略了高次谐波的影响.为更有效的改善转换器效率,提出基于时域的LLC谐振转换器的参数设计法.采用时域分析法对谐振变换器的工作过程和状态方程进行分析,绘制直流增益特性和开关损耗优化曲线,对LLC谐振网络进行设计和参数优化.时域分析法不但保证了转换过程中的有用信息不丢失,而且在同一直流增益值下的多组参数组合更利于损耗曲线的绘制,提高转换效率.对1000W LLC谐振转换器仿真结果表明:与基波分量法相比,时域分析法设计的网络参数能更好的满足转换器的工作要求,同时具有更高的转换效率.     

ZVZCS全桥PWM DC-DC变换器的小信号建模方法

针对ZVZCS全桥PWMDC-DC变换器的软开关工作,分析了变压器漏感和辅助谐振电路对变换器动态特性的影响。在PWM开关等效模型的基础上,结合变换器谐振电路的工作特点,提出了一种ZVZCS全桥PWMDC-DC变换器小信号分析方法,这种建模方法适用于不同类型的ZVZCS全桥变换器。通过对小信号传函幅频及相频特性的分析,证明了这种小信号分析方法具有物理意义清晰、计算简单等优点。应用这种小信号模型,依据变换器的动态性能指标对ZVZCS全桥PWM变换器中谐振元件的参数进行设计,可以使这种软开关变换器的性能得到进一步的提高。     

A new variable-mode control strategy for LLC resonant converters operating in a wide input voltage range

This paper proposes a new variable-mode control strategy that is applicable for LLC resonant converters operating in a wide input voltage range. This control strategy incorporates advantages from full-bridge LLC resonant converters, half-bridge LLC resonant converters, variable-frequency control mode, and phase-shift control mode. Under this control strategy, different input voltages determine the different operating modes of the circuit. When the input voltage is very low, it works in a full-bridge circuit and variable frequency mode (FB_VF mode). When the input voltage rises to a certain level, it shifts to a full-bridge circuit and phase-shifting control mode (FB_PS mode). When the input voltage further increases, it shifts into a half-bridge circuit and variable frequency mode (HB_VF mode). Such shifts are enabled by the digital signal processor (DSP), which means that no auxiliary circuit is needed, just a modification of the software. From light load to heavy load, the primary MOSFET for the LLC resonant converter can realize zero-voltage switching (ZVS), and the secondary rectifier diode can realize zero-current switching (ZCS). With an LLC resonant converter prototype with a 300 W rated power and a 450 V output voltage, as well as a resonant converter with 20–120 V input voltage, the experiments verified the proposed control strategy. Experimental results showed that under this control strategy, the maximum converter efficiency reaches 95.7% and the range of the input voltage expands threefold.     

半桥LLC谐振变换器的建模及仿真研究

介绍了半桥型LLC谐振变换器拓扑的工作原理,通过基波等效模型分析了电路的直流增益特性,利用Matlab软件绘出了其直流增益曲线,并以此为依据讨论了各参数对LLC谐振变换器的影响,以24 V/192 W电源为例计算出了LLC谐振变换器的变压器匝比、谐振电感、谐振电容和励磁电感等参数。最后用Saber软件进行仿真,通过更改一些参数的方法验证了所述理论的正确性。     

基于L6565D的直流电压输入反激式开关电源设计

基于L6565D控制芯片,以直流电压为输入,设计反激式开关电源,作为电力电子变换器中的辅助电源。设计RCD钳位电路参数,吸收变压器漏感能量,减小功率器件电压应力;利用准谐振技术,实现功率开关器件的低电压导通,降低交叉损耗,提高电源效率。最后通过仿真和实验结果验证了电路设计的可行性。     

基于强跟踪滤波器的开关变换器故障诊断

Buck变换器又称降压变换器、串联开关稳压电源、三端开关型降压稳压器。广泛用于计算机、家用电器、控制系统和通信系统中的电源几乎都是开关电源,具有超快速负载动态响应、高功率变换效率、高功率密度、低电压、大电流的特性.开关变换器作为它的主要电路,故障率较高,对它故障诊断研究是有意义的。基于强跟踪滤波理论,给出了一种开关变换器电路故障实时诊断的一种方法。该方法以建立一种开关变换器电路状态空间模型为基础,利用强跟踪滤波器对电路状态及元件参数进行估计,当元件参数发生软、硬型故障时,根据强跟踪滤波器对元件参数的跟踪结果及修正的Bayes分类算法,可实时诊断开关变换器电路中的元件故障。仿真结果证明了该方法的有效性。     

一种新型四相控制开关电源拓扑和控制方法

多相控制技术能满足高频低压大电流输出的应用场合对开关电源可靠性、效率和功率密度日益提高的要求。为了实现并联电路冗余和高精度均流控制,根据在不同并联模式下的多相控制开关电源的不同特点,该文提出了一种新型四相控制开关电源拓扑。针对新型电源的拓扑,采用了增强型V^2（双压）控制方法。新型开关电源的工作频率得到了大幅提高,有利于减小功率损耗和电源的体积、重量。增强型V^2控制方法除了有响应速度快和控制精度高的优点,相对于V^2控制方法更解决了并联电路中均流控制的问题。最后运用PSPICE仿真验证了结果。     

宽输入电压范围Z源谐振DC-DC变换器

设计了一种新型的采用Z源阻抗网络的谐振DC-DC变换器,可最大限度地减少变换器的开关频率范围,解决了传统串联谐振变换器在宽输入电压范围时效率退化的问题,在不损坏开关器件的情况下短期和开路,具有非常强的抗电磁干扰,可靠性大大提高.实验结果验证了变换器的性能.     

A modified asymmetric cascaded multilevel DC–AC converter with switched diodes using FPGA processor implementation

A modified cascaded multilevel DC-AC converter using switched diodes is presented in this paper. This DC-AC converter produces great amount of voltage levels with minimized components by using hybrid modulation. It has two DC-AC converters coupled in cascade. First one is high frequency DC-AC converter and second one is low frequency DC-AC converter. The high frequency DC-AC converter is only capable to generate two levels with high frequency but the low frequency DC-AC converter is capable to produce great amount of voltage level by utilizing switched diodes. It reduces switching losses, size, cost and volume. Simulation of the circuit is done through MATLAB. The switching algorithm is realized by Spartan 6 FPGA processor board. Simulation outcomes are validated through experimental setup.     

采用定点数的数字DC-DC控制器设计

提出了一种应用于数字DC-DC变换器的高精度定点数字控制器的设计方法;在数字控制器的控制率运算中,将浮点数格式的控制参数转化为定点数格式,从而达到简化硬件电路的目的;该设计方法应用于降压型数字DC-DC变换器的设计中,并完成了基于FPGA的测试和验证;在500kHz的开关频率下,输出电压纹波为14mV,对于±0.5A的负载电流跳变,控制器响应时间约为330μs。测试结果表明,该设计方法在保持控制精度的前提下,可简化硬件电路的设计复杂度,并改善系统的瞬态性能。