三元件串联LLC谐振变流器的优化设计策略

三元件串联LLC谐振变流器是目前世界上最受关注的直流/直流变流器之一.但只有通过合理的优化设计才能充分发挥其在变换效率方面的优势.在对LLC谐振变流器进行理论分析和损耗计算的基础上,从品质因数Q和变压器励磁电感量与谐振电感量比值m的角度提出一种在工业应用中普遍适用的效率优化设计策略.最后设计研制了一台LLC谐振变流器样机,其较高的变换效率证明了该优化设计策略的正确性和有效性.     

非对称半桥LLC谐振变换器同步整流数字设计

主要针对非对称半桥LLC谐振型变换器同步整流技术的数字化控制进行设计。由于工程应用中要求原边电流进行软件保护,因此在不增加额外电流互感器且满足工程需求的情况下,提出基于原边谐振电流和输出电压控制副边同步整流管导通时间的控制策略,有利于效率的提升,并给出了详细的时域分析。最后搭建了基于FPGA的300 W实验样机,实验结果表明,样机整机效率达到了92.1%。     

LLC谐振变流器中平面变压器铜损优化设计

本文对平面变压器应用于LLC谐振变流器中时的铜损进行了分析。与普通的变压器不同,LLC中的变压器同时实现了一个变压器和一个电感的功能。这使得变压器一、二次电流并不是同相位的,并导致一些额外的铜损。本文对绕组结构和气隙的影响分别进行了分析,在损耗分析的基础上讨论提出了一些LLC谐振变流器中平面变压器的优化方法。在分析过程中,利用有限元分析(FEA)仿真工具为理论分析提供帮助。并制作了一台300～400V输入,12V/33A输出的样机来检验理论分析和仿真结果。     

LLC直流变压器同步整流与临界连续过谐振控制

采用固定开关频率的LLC谐振式直流变压器已广泛应用于各类隔离式两级结构拓扑中。针对应用于宽电压输入、大电流输出、工作于完全谐振状态且采用同步整流的LLC直流变压器,分析了其副边受同步整流管寄生结电容的影响而无法实现临界导通模式CCM的现象与原因,提出了无需额外传感器的同步整流数字控制计算方法;利用LLC直流变压器输出电压不控的特点,提出了基于效率优化的临界连续过谐振控制策略,分析了该控制策略在轻载时优于传统的完全谐振开环控制策略的原因;最后,搭建了1台实验样机,验证了该控制策略的正确性和可行性。     

带有电流型同步整流方案的LLC变流器设计

针对电源设计领域高效率、高功率密度的发展趋势,提出了LLC变流器的参数优化策略,并详细分析了次级电流型自驱动同步整流方案的工作模态和参数设计.最后,根据理论分析与设计,将该同步整流方案应用于一台300W LLC样机.实验结果表明,样机满载效率可达96%,从而验证了设计的正确性与合理性.     

具有自主均压能力的混合型LLC谐振变流器研究

提出一种基于飞跨电容的混合型LLC谐振变流器。变流器利用飞跨电容实现对输入电压的分压处理,把原边开关管的电压应力自动钳位在输入电压的一半,有利于变流器工作在高输入电压大功率的场合。输入电源经过飞跨电容的分压分流后连接到LLC谐振网络,利用LLC谐振变流器所具有的滞后功率因素特性实现原边开关管的软开关,减小开关损耗,提升变流器效率,并且利于实现高频化。此外,通过LLC谐振变流器所具有的频率增益特性,可以在较宽的范围内实现对变流器电压增益的调整。最后,制作一个400~640 V输入、48 V输出的1 k W实验样机,验证所提出的拓扑的有效性。     

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。     

LLC谐振电路无传感器同步整流控制策略

针对同步整流驱动优劣改变会引起LLC谐振电路输出电压变化的特点,分析推导出了LLC电路输出电压与同步驱动时间成单峰关系曲线,根据峰值两侧驱动时间改变造成输出电压不同变化率的特点,提出一种无传感器同步整流控制策略。研究了LLC电路三种工作模式下的同步整流驱动时间调节策略,同时为实现同步整流快速调节,采用了变步长调节模式,最后分析了同步整流调节与谐振调节之间的动态关系。搭建了一个36~72V输入,1V/20A输出的实验样机用以验证控制策略正确性,实验结果表明对LLC电路在不同输入和负载条件下都可实现同步整流。     

LLC谐振变流器幂指数降频启动方法

为解决LLC谐振变流器带载启动冲击电流大和启动速度慢的问题,从LLC谐振变流器的阻抗特性出发,分析了LLC谐振变流器在启动过程中的阻抗特性和电流冲击特性,提出适用于LLC谐振变流器的幂指数降频启动方法.该方法降低LLC谐振变流器的启动冲击电流,同时提高了LLC谐振变流器的启动速度.2 kW LLC谐振变流器样机的实验结...     

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%。     

多元件谐振功率变换器的分析

本文以级联式Lc电压输出谐振功率变换器为分析对象,介绍了一种改进的基波分析法,该方法能相对准确地预测出谐振变换器的稳态运行特性,并能利用这些特性对所需要的谐振变换器进行研究和设计。     

使用FAN6208用于LLC谐振变换器的次级同步整流器

FAN6208是一种用于LLC或LC谐振变换器的同步整流控制器,可以驱动两只独立的SRMOSFET模拟整流二极管来提高系统效率。文中分析了FAN6208和LLC谐振电路的工作原理及工作状态,给出了基于FAN6208的典型应用电路及PCB板制作方法,并给出了使用FAN6208用于LLC谐振变换器的次级同步整流器的实验验证。     

基于GaN器件LLC谐振变换器的平面变压器优化设计

现代开关电源的发展呈现高效率和高功率密度的趋势。基于GaN器件LLC谐振变换器,采用同步整流技术,通过平面变压器的设计和结构优化大大减小了变换器的高度和体积,同时也减少损耗,提高了系统的功率密度和效率。搭建了1 MHz/120 W同步整流LLC谐振变换器硬件电路,对设计进行了实验验证。样机的功率密度达到了262 W/in~3,最高效率达到了94.9%。     

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...     

采用同步整流技术的反激逆变器研究

本文提出了一种新型的单级式隔离逆变电路——反激逆变器，较传统的两级式逆变器，拓扑结构大大简化，在小功率尤其是低压大电流场合中的应用具有明显的优势。文中介绍了该电路的工作原理以及电路主要参数的设计。为了减小在低压输出场合中整流二极管的导通损耗，本文提出了一种同步整流的控制策略，有效地提高了整机效率。仿真分析和实验验证了该新型电路以及同步整流控制策略的可行性。     

宽工作范围LLC谐振变换器模糊PID控制策略

LLC谐振变换器低频段幅频特性受多种因素影响,在宽电压输入及负载变动较大的工况中低频增益变化剧烈。一方面,低频增益降低可能使动态响应减慢,输出纹波增大;而另一方面低频增益增大,则可能造成相位裕度减小甚至系统不稳定。针对该问题,提出了一种新型模糊PID控制方法。在传统PID控制的基础上,针对LLC谐振变换器控制性能受开关频率及负载变化影响较大的特点,以开关频率及负载电流作为模糊PID控制的输入,设计模糊推理规则,稳定LLC谐振变换器低频增益,从而在工况发生变化时维持系统具有良好的稳态性能,提升动态响应速度,减少了低频纹波尤其是工频纹波,进而拓宽了LLC谐振变换器工作范围。由于运行时只需通过离线查表的方式进行控制,设计简单,运算量小。搭建了全桥LLC谐振变换器样机,实验结果证明了本控制方法的优越性。     

宽输出LLC谐振变换器的定频PWM控制策略

传统频率控制的LLC谐振变换器不适用于宽电压范围的应用场合,且存在较大的循环电流而难以实现高转换效率。为了解决这些问题,提出一种简单的定频PWM控制策略,谐振变换器的后桥臂通过固定的开关频率控制,开关频率等于谐振频率;前桥臂采用PWM控制,将谐振网络的输入电压转换成多电平电压,谐振变换器实现2倍的电压增益调节范围。在这种控制方式中,增益范围独立于负载和励磁电感,可以简化谐振参数设计,通过设计较大的励磁电感减小电路的传导损耗和开关关断损耗,提升转换效率。仿真结果表明：谐振变换器可以实现宽输出电压,该控制策略降低了循环电流和关断电流。最后,通过实验验证了所提控制策略的可行性。     

应用于高频数字化LLC谐振变换器的变模态调制策略

以数字化LLC谐振变换器为研究对象,针对其达到1MHz应用时出现的频率分辨率不足及其导致的输出电压脉动问题,提出了一种抑制该问题的变模态调制策略。该策略包含两个模态：传统的仅调节频率的频率调制模态和频率及占空比同时调节的复合调制模态。在复合调制模态下,当检测到开关频率以最小频率间隔来回跳动时,锁定开关频率并通过调节占空比以实现对变换器电压增益的精细调节,从而抑制单一频率调制下出现的输出电压脉动问题。文中给出了该策略的工作原理分析、设计要点分析,并在一台1 MHz的样机上完成了对比实验,实验结果验证了所提出变模态策略的有效性。