新型LLC+LC双谐振软开关变换器研究

针对LLC谐振变换器在负载变化时出现容性电压导通,带来关断损耗大效率低等问题,该文提出一种采用有限双极限控制技术方案,在LLC谐振变换器的基础上增加一个LC辅助谐振电路,并在开关器件上并联电容,构成新型LLC+LC双谐振软开关变换器。该文先介绍新型变换器的工作模态,建立数学模型,分析软开关特性,再进行参数设计,最后通过实验验证,证实关断损耗小、传输效率高。     

变拓扑LLC变换器的均流均压控制研究

隔离型变换器在新能源汽车充电和服务器电源得到广泛应用，传统LLC谐振变换器虽然具有高效率和高功率密度等优点，但传统LLC变换器在重载区的升压增益能力有限。提出一种变结构LLC变换器拓扑，通过分析变频控制加辅助移相补偿的工作原理来了解变换器的工作特性。并以此为基础进行参数和控制设计，使其能达到LLC谐振变换器的软开关特性和宽输出电压范围内连续调节的能力。最后设计了一台实验样机，验证了LLC变换器具有良好的宽输出电压范围能力，且串并联切换能实现均流均压控制目的。     

超高频感应加热电源逆变器负载拓扑的研究

针对兆赫级超高频感应逆变器中器件开关损耗大和感应加热负载变化大等问题,引入了一种新颖的双管超高频谐振逆变器,该谐振逆变器能够很好地处理兆赫级逆变电源电路上的寄生电感和寄生电容对电路的影响,实现了开关管零电压关断、零电流零电压开通,能极大地减少开关管的开关损耗;分析了该拓扑在负载为感性、阻性、容性条件下逆变器的工作状态以及该拓扑在4种经典逆变器负载条件下零电压软开关的状态和范围。最后,以LLC逆变器负载设计了1 MHz谐振逆变器的样机。研究结果表明LLC逆变器负载更适合该谐振逆变器。     

用输出电感做谐振电感的软开关弧焊逆变电源

FB-ZVS-PWM变换器结合了PWM控制技术和零电压谐振技术的优点,但由于该电路借着功率开关元件的寄生电容和变压器的原边漏感形成谐振回路,只有在较大的负载电流时才能实现完全的零电压开关。本文通过在变压器副边增加两个饱和电感作为磁性开关,使输出滤波电感绐终反射到原边,参与谐振切换过程,在很小的电流下就实现了全负载下的零电压开关。上述研究结果通过计算机仿真和硬件试验得到了证实。     

基于辅助谐振换流的新型ZVS-PWM升压变换器

提出了一种基于辅助谐振换流的新型ZCS-PWM升压变换器,即通过采用简单的有源辅助谐振网络实现了主、辅开关管的软开关,主开关管实现了零电压零电流开通、零电压关断,开关管电流电压应力小,辅助开关管实现了零电压零电流关断、零电流开通,特别适用于以IGBT作为开关器件的高电压大功率场合.以其在Boost变换器的应用为例分析了它的工作原理、软开关实现条件,给出了谐振参数的设计方法,该软开关设计思想可以推广到其他基本的DC-DC变换器中.制作了一台使用IGBT的3 kW-16 kHz的实验样机,通过仿真和实验验证了该变换器的有效性.     

集成化的同步整流半桥LLC软开关变换器

为提高电源的功率密度,减小电磁干扰和传导损耗,提出一种集成化的同步整流半桥LLC软开关变换器,该变换器原边谐振槽由谐振电容、谐振电感和励磁电感组成,实现功率开关管零电压开通(ZVS),副边采用集成控制芯片的同步整流技术(SR),实现自然换流,使得同步整流管在电流连续和断续模式下实现零电流关断(ZCS),减小整流电路的传导损耗和输出电流纹波,简化了电路结构,提高电源效率。文中分析了其工作原理,最后制作了一台240W实验样机,并给出实验结果。     

直流微电网中双向LLC谐振型变换器的研究

直流微电网中的DC-DC变换器可以实现直流侧到直流侧的能量转换,而作为隔离型DC-DC变换器中最典型的一种,LLC谐振型变换器在实现能量传递的前提下,同时也可以实现软开关,提高变换器的效率.针对一种双向LLC谐振型变换器进行研究.变换器的整流侧和交流侧均采用全桥结构,通过谐振网络连接.同时对变换器的工作原理、增益特性进行分析,提出一种移相控制策略来调节增益大小,使变换器正向、反向工作状态下都能实现输入电压的宽范围调节.最后采用PSIM软件搭建仿真.仿真结果显示,该电路可以在实现软开关的同时也可以保持输出电压的稳定,并且正向、反向满载空载工作时都可以实现输入电压的宽范围调节.证明了设计结构及方法的可行性.     

新能源汽车双向全桥LLC变换器的设计与研究

本文针对双向全桥LLC变换器进行了设计与研究。首先,针对双向全桥LLC变换器的工作原理进行了介绍与分析。对现有LLC电路的拓扑结构进行了优化,并运用基尔霍夫定律得到直流增益传递函数。利用基波近似法对变换器正向与反向运行状态进行了数学建模,进而得到正向与反向工作模式下的直流增益曲线。其次,运用扩展描述函数法对双向全桥LLC变换器进行了数学建模。经推导得到了小信号动态补偿模型,基于模型得到了双向全桥LLC的开环传递函数。进而实现了电路的动态分析及控制环路设计。最后,基于PSIM软件搭建仿真实验平台,分别验证了硬件控制环路和数字控制环路的工作性能。     

半桥LLC谐振变换器的特性分析

介绍半桥LLC谐振变换器的工作原理,根据基波分析法(FHA)对LLC谐振网络进行了建模。并对半桥LLC谐振变换器的特性进行了分析。半桥LLC谐振变换器以其具有较高的功率密度和平滑的电磁干扰信号,而且解决方案元器件数量少,性价比高等优点被广泛应用于中高输出电压变换器。这种拓扑结构适合于负载输出较宽开关频率较高的应用。     

用于V2G的双向DC/DC变换器设计北大核心

为了解决应用于电动汽车与电网进行双向互动的双向DC/DC变换器的设计问题,对该变换器的应用环境特点、负载特性、双向有源桥和谐振式CLLC的特性等进行了研究。通过对实际应用场景和负载特点的分析,归纳出了应用在此类环境下的双向DC/DC变换器应该选择能够在较宽增益变化范围内实现软开关的拓扑;通过结合实际应用场景,对比了双向有源桥和谐振式CLLC拓扑,选择了谐振式CLLC作为该变换器的基本拓扑;给出了基于谐振式CLLC拓扑的双向DC/DC变换器的设计流程及关键参数的计算公式;基于谐振式CLLC拓扑和流程设计了一台3 k W的双向DC/DC变换器。研究结果表明:以Si MOSFET为开关器件,当开关频率在100 k Hz以上时,变换器的正反向效率可以达到96.6%。     

一种新颖的超高频感应加热电源

通过对软开关技术的研究,提出了一种全新的双管LLC谐振负载电路拓扑,解决了传统感应加热过程中高频条件下开关损耗的问题.采用电感电流反馈控制,并加入电路保护环节进行保护,提高了电源的可靠性.该方案简单新颖,易于实现.实验结果有效地验证了理论分析,该电路可以实现零电压开通,提高电源的工作频率.     

用于V2G的双向DC/DC变换器设计

为了解决应用于电动汽车与电网进行双向互动的双向DC/DC变换器的设计问题,对该变换器的应用环境特点、负载特性、双向有源桥和谐振式CLLC的特性等进行了研究。通过对实际应用场景和负载特点的分析,归纳出了应用在此类环境下的双向DC/DC变换器应该选择能够在较宽增益变化范围内实现软开关的拓扑;通过结合实际应用场景,对比了双向有源桥和谐振式CLLC拓扑,选择了谐振式CLLC作为该变换器的基本拓扑;给出了基于谐振式CLLC拓扑的双向DC/DC变换器的设计流程及关键参数的计算公式;基于谐振式CLLC拓扑和流程设计了一台3 k W的双向DC/DC变换器。研究结果表明:以Si MOSFET为开关器件,当开关频率在100 k Hz以上时,变换器的正反向效率可以达到96.6%。     

基于L6565的准谐振反激式变换器设计方法

为了提高开关电源的功率密度,减小开关电源的体积和电磁干扰(EMI),降低功率开关器件的导通损耗,介绍了一种基于16565的准谐振反激式变换器.利用功率开关管自身的输出电容与变压器原边电感产生谐振,通过适当的控制实现了开关管的零电压导通.与传统的反激式硬开关变换器相比,它能有效地减小开关损耗,提高变换器的效率.     

基于LLC谐振的微型光伏并网逆变器研究

针对微型光伏并网逆变器效率高,可靠性高的要求,提出了一种由LLC谐振变换器和工频极性转换电路构成的微型光伏并网逆变器。光伏电池输出的直流电经LLC谐振变换器转换成与电网电压同频同相的直流正弦半波电压电流,然后经后级晶闸管组成的工频极性转换电路逆变成与电网电压同频同相的交流电。为了提高LLC谐振变换器的效率,对LLC谐振变换器的参数和控制系统进行了优化,给出了主电路参数设计方法。最后制作了250W实验样机,经实验验证,该方案切实可行,满载效率可以达到96%。     

宽增益多模式的三相LLC谐振变换器

为了使充电桩满足不同型号汽车的充电需要，针对充电桩的DC-DC部分，提出一种宽增益多模式的三相LLC谐振变换器拓扑。在传统三相LLC谐振变换器的逆变部分加入一个开关管，增加电路的自由度，使电路可以工作在低增益、中增益、高增益三种模式下，实现0.8～2.1倍增益。首先，对变换器的工作模式的工作原理进行分析。然后，推导等效电阻，基于基波分析法建立等效模型，推导增益公式并进行分析。最后搭建一台输入电压为400V，输出电压为160V～420V，功率为1.4kW的实验样机。实验结果表明变换器达到了预期增益，验证了理论分析的正确性和拓扑的可行性。     

适用于宽电压恒流输出的半桥LLC谐振变换器研究

半桥LLC谐振变换器以其结构简单、效率高等特点在开关电源领域得到了广泛运用.针对宽电压恒流输出的应用需求,分析并比较了半桥LLC谐振变换器的3种工作方式特点,选用了开关频率大于谐振频率的工作状态,控制方式采用了固定死区的互补调频方式,利用了变压器的励磁电感和外置谐振电感与谐振电容发生谐振,此时原边MOSFET实现ZVS,输出整流管为连续模式,适合用于恒流输出场合,次级整流部分采用全波整流方式,选用了智能同步整流驱动芯片的同步整流技术,降低了低压大电流输出场合下副边整流管的导通损耗,进一步提高了变换器效率.结合LLC控制芯片L6599和同步整流芯片TEA1795AT,设计了一款240 W\36 V输出的半桥LLC谐振变换器原理样机,最高效率达到93.4％,仿真和实验验证了设计方案的正确性.     

准谐振开关电源工作频率的研究

准谐振(QR)开关电源应用谐振原理实现开关管零电压导通,从而减小开关损耗.由于电路工作在临界导通模式,电源工作频率会随输入电压及负载的变化而变化,给设计工作造成一些困难.为确定变换器的工作频率,首先从准谐振零电压反激式软开关电源的原理入手,分析了开关周期中开关管漏、源级电压的变化,建立了各阶段时间与电路参数之间的关系,...     

基于无源辅助谐振换流的新型软开关变换器

提出了一种无源辅助谐振换流新型软开关变换器.即通过采用简单的无源辅助谐振网络实现了开关管的软开关,开关管电压电流应力小,解决了输出二极管反向恢复问题.特别适用于以IGBT作为开关器件的高电压大功率场合.本文以其在Boost变换器的应用为例分析了它的工作原理,软开关实现条件,给出了谐振参数的设计方法,该软开关设计思想可以推广到其它基本的DC-DC变换器中.制作了一个使用IGBT的5 kW-20 kHz的实验样机,通过仿真和实验验证了该变换器的有效性.     

基于Saber的LLC谐振变换器可行性分析

首先介绍了LLC谐振变换器的优越性、电路拓扑结构及其工作模式。在此基础上提出利用基波分析法对其进行建模,使用Matlab画出其直流增益曲线作为变换器参数设计的依据。最后将变换器电路在Saber仿真环境下进行闭环仿真,验证了建模方法的正确性以及实际生产中的可行性。     

基于NCP1396的LLC半桥型谐振变换器

为解决开关电源的高效率、低损耗、EMI小等问题,将LLC半桥型谐振技术应用到开关电源中。在整个工作范围内,LLC半桥型谐振变换器实现了零电压转换(ZVS),减小了开关损耗。介绍了LLC半桥型谐振变换器的工作原理,提出了一种以NCP1396为控制芯片的开关电源的设计方法,并进行了实际试验。实验结果表明,提出的设计方法能够实现零电压转换,有效地提高了开关电源的效率。