全桥LLC谐振变换器的轻载时域模型

在此以全桥LLC谐振变换器作为研究对象,根据变换器的实际电压、电流波形,在对其工作模式进行深入分析的基础上,根据各个模式的状态方程及模式间的边界条件,通过时域分析建立了其在轻载情况下的时域模型。基于该模型,推导得到了对LLC谐振变换器设计有重要意义的增益曲线和效率曲线。分析LLC电路在轻载情况下整个工作频段的增益,并与基波近似法(FHA)进行了比较。最后,在20kW电动汽车充电模块电路上对所述时域模型和增益分析进行了实验验证。     

CLLLC谐振电路模型改进方法研究EI北大核心CSCD

CLLLC谐振变换器能实现功率双向流动以及全局软开关而广泛应用于电动汽车充电和直流微电网中。文中对CLLLC电路的小信号建模方法和静态建模方法分别进行改进。谐振型变换器,由于其状态变量含高频的开关分量且开关周期平均值为0,因此,无法满足传统状态空间平均法中小纹波假设的条件。对传统扩展描述函数法进行改进,通过正弦和余弦分量的叠加来表示对应的状态变量,并对各状态变量取各模态的加权平均值,建立CLLLC电路的小信号模型。在开关频率小于谐振频率段内,为简化建模中对状态量稳态值的求解计算过程且同时保持高精度,提出一种状态变量优化计算方法,即在等效输出负载中包含开关频率和谐振频率信息,在此基础上对输出电压波形进行简化近似,得到更准确的输出等效负载。该方法可得到与基波近似(fundamental harmonic approximation,FHA)法相同的简化结构,解决了其工作在欠谐振时状态量求解精度低的问题。此外,该模型还可用于电路参数设计,以提高谐振腔参数设计的精度。最后,通过仿真和实验对所提模型进行对比和验证。     

基于电压四倍频整流器的全桥LLC研究

LLC谐振变换器是一种软开关频率调制DC/DC拓扑,其开关频率接近共振频率.LLC谐振变换器具有较低的开关损耗和较低的电磁干扰,但常用的LLC谐振变换器的增益小,而光伏发电系统的DC/DC变换器需要产生较高的增益,因此需要在传统LLC拓扑基础上进行改进.这里提出了一种基于电压四倍频整流器的LLC谐振变换器.电压四倍频整...     

高效LLC谐振变换器设计与仿真

介绍了LLC谐振变换器拓扑的基本原理,采用基波近似(FHA)的方法对LLC拓扑的等效电路模型进行分析并得出了电路的直流增益特性,讨论了主要参数对电源系统性能的影响。通过一个400 W的LLC谐振变换器的实例得出其比较理想的优化参数,为了更好地减小损耗,采用了同步整流技术。通过Pspice软件进行仿真,得出的仿真结果验证了其正确性和可用性。     

PWM控制LLC变换器的工作原理和外特性分析

针对变频控制LLC谐振变换器空载输出和限流时工作特性不佳的问题,提出在输入电压范围不宽且要求电路结构简单易于限流的应用场合,使用PWM控制LLC谐振变换器以获得较好的空载调压和限流特性.阐述了不同占空比下变换器的工作原理,并从时域的角度分析了其输入输出增益特性,最后针对370～390 V输入、60 V/3.6 kW输出的供电电源,完成了样机的制作与实验,验证了变换器的软开关特性和增益特性.     

LLC谐振变换器PO模式增益公式与模式边界条件分析

电压增益-频率特性的求解是LLC谐振变换器设计的关键。变换器中整流电路存在的非线性使变换器具有多种工作模式,而电压增益-频率特性与工作模式密切相关。PO模式是一种有利于减少变换器开关损耗的断续工作模式,但在该模式下,变换器的增益频率特性计算烦琐,难以求解。文中基于子区间分析法,分析了PO模式下LLC谐振变换器的工作特性,推导了简洁易算且精度较高的电压增益计算公式;依据变换器整流电路的非线性特征,给出了解析且简洁的断续工作模式功率边界条件及PO工作模式功率边界条件的表达式。搭建了LLC谐振变换器的仿真模型和实验样机,仿真和实验结果证实了所提出的电压增益公式及工作模式边界条件的正确性。     

一种可控谐振电感的半桥LLC电路及其控制

本文提出了一种可控谐振电感的半桥LLC电路,根据输出电流的大小调节谐振电感的感量,从而改变谐振腔的参数,使得开关频率基本维持恒定,同时缩小了LLC变换器轻载打嗝范围,这确保变换器在宽功率范围输出时无噪声,并且具有优良的输出特性.论文详细分析了可控电感的磁路、控制方法以及LLC变换器的工作原理和工作过程,对所提出电路及其控制进行了计算机仿真,并设计了一台输入为740 V,输出为420 V,满载功率为1.8 kW,输出功率范围为10％ ～100％的样机.计算机仿真与实验结果表明,通过调节谐振参数,使得开关频率基本恒定在140 kHz,在整个功率输出范围内变换器都未进入打嗝模式,输出电压特性好.与传统的LLC电路相比,该电路具有高的转换效率.     

一种基于简化时域方程的LLC谐振变换器参数设计方法

LLC谐振变换器中的谐振元件参数会影响变换器的增益、损耗、体积等主要特性,而目前大多关于谐振参数的优化设计方法存在精度不高、算法复杂等不足。对此,基于简化时域方程对重载下LLC谐振变换器开关频率小于谐振频率的工况进行了分析,指出影响增益的主要因素为电感系数。同时,以谐振阻抗作为关键变量,基于时域分析对软开关过程以及谐振电容电压峰值进行了分析,并给出了相关的约束方程。在以上分析的基础上,提出了一种谐振参数优选值的设计方法,具有准确、简单、快速的优点。最后利用仿真及实验对该设计方法进行了验证。     

一种改进的LLC变换器谐振网络参数设计方法

对于LLC谐振式直流变换器,提出一种基波分析法结合时域仿真的改进型谐振网络参数设计方法。在LLC谐振式变换器的设计中,谐振网络参数的设计对于变换器的性能具有重要影响。该文在采用基波分析法对LLC谐振式直流变换器的电压增益特性、零电压开通(zero voltage switching,ZVS)条件、器件应力和谐振网络传输效率进行详细分析的基础上,指出基波近似分析方法不能准确反映谐振变换器电压增益特性的缺点,并提出一种基波分析法结合时域仿真的改进型谐振网络参数设计方法,给出其设计过程。基于所提出的方法设计的参数建立一台220 W的样机,实验结果证实了所提出改进型设计方法的正确性和可行性。     

有源T型桥基波抑制电路研究与设计

为了提高基波抑制装置的性能,本文提出一种新的实用型有源T型桥基波抑制电路,它可以较好地解决基波抑制和谐波保持问题.理论分析和实验表明,电路的基波抑制度可达94dB以上,谐波衰减率不大于5%.在该基波抑制电路中设计了中和电路,消除了分布电容的影响,提高了基波抑制电路的应用范围.     

基于FHA的LLC变换器稳态分析

基于对LLC谐振变换器稳态特性的详细分析,推导出一种针对LLC变换器的设计方法。该分析是基于“一次谐波近似“理论,该理论可极大地简化系统的模型,将系统模型线性化,可用经典的交流电路补偿分析方法对系统进行分析。     

应用于LLC谐振变换器的GaN器件及其驱动电路设计

随着新一代宽禁带器件的出现,应用于LLC谐振变换器上的功率半导体器件的总体性能有了进一步的提高.本文以氮化镓晶体管为研究对象,首先对氮化镓材料进行了介绍,接着分析了氮化镓晶体管的分类和特性,然后详细分析了驱动电路的设计,阐述了高频下驱动回路电感对驱动信号的影响,并通过合理的驱动回路布线,减小了驱动回路的线路电感,增加了...     

天平可控串联补偿装置的动态模型及时域仿真

根据天平串联补偿一次设备的实际参数建立串联补偿的暂态模型;研究可控串联补偿装置(thyristorcontrolled series compensator,TCSC)的闭环控制系统的技术细节,并建立完整的仿真模型.以天平双回线路串联补偿模型的外部电网等值系统模拟正常运行、外部电网故障、本线路故障等情况下TCSC的动态...     

An Estimation Method to Determine Equivalent Circuit Parameters for Harmonic Analysis

This paper proposes a new estimation method to determine arbitrary circuit parameters for the harmonic analysis of a distribution network. Harmonic analysis is important in maintaining electric power quality. An interesting phenomenon, a temporary cut‐down of the harmonic voltage level at dawn, even if demand is slightly increasing at this time, is often observed in actual power systems. This paper proposes to utilize observations of this phenomenon to estimate circuit parameters. In addition, it is claimed that a detailed equivalent circuit is preferable to a conventional simplified equivalent circuit for explaining the phenomenon. This paper also discusses the usefulness of the Harmonic Characteristics Curve, which is proposed in this paper as a new concept, at the secondary winding of the distribution transformer, and the correlation of PQ, the monitored values of the active and reactive power at the secondary winding of distribution transformer. This correlation should determine the equivalent fundamental frequency admittance of the shunt capacitors installed for distribution lines. © 2014 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 187(1): 16–23, 2014; Published online in Wiley Online Library ( wileyonlinelibrary.com ). DOI 10.1002/eej.22451     

电力系统基频铁磁谐振谐波平衡分析

应用谐波平衡法分析了典型铁磁谐振电路基频谐振及其影响因素,确定了该电路的基频谐振区域。该法能较全面的分析非线性电路基频铁磁谐振,也能用于分频、倍频铁磁谐振分析。在电力系统设计时,可先用该法找出系统运行的安全区和谐振区,合理选择系统参数,使系统运行在安全区域内以抑制铁磁谐振。     

分析谐波劣化机理的逆变器灰箱宽频域矩阵模型及求解方法

大量参数未知的商用逆变器接入电网,宽频域谐波劣化问题严重,影响自身及其他设备正常运行。基于在线数据和数值分析方法,建立和求解逆变器谐波源和谐波耦合导纳的矩阵模型是解决该问题的关键步骤。文中提出一种灰箱宽频域矩阵模型,并提出基于数值回归拟合的求解方法：首先,利用端口电压、电流频域关系对矩阵模型的具体形式进行推导;然后,将逐步回归算法推广到复数域以求解矩阵模型参数;最后,通过MATLAB/Simulink的逆变器并网仿真系统验证所提模型和算法的有效性。结果表明：所提灰箱宽频域矩阵模型及求解方法可量化逆变器自身谐波源作用、背景谐波电压与并网谐波电流之间的直接耦合及交叉耦合关系,为分析谐波劣化机理提供参考,其精度及求解用时均优于其他模型及其他复数域多元回归算法。