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。     

基于简化时域模型的LLC谐振变换器同步整流在线驱动策略

LLC谐振变换器因其高效率、高功率密度和宽范围电压输出的优点,常应用于电动汽车充电装置中。为了进一步提高效率,该变换器的二次侧采用同步整流技术。因传统的同步整流方案受到了一系列限制,包括电流互感器成本高、高压检测困难、工作范围窄、计算负担重或准确度不高等问题。为解决这些问题,提出一种无高频采样的LLC谐振变换器同步整流方案。该方案基于简化的时域分析,在线识别LLC谐振变换器的不同工作模式并实时计算同步整流管的导通或延迟导通占空比。仿真结果表明,所提方法可在全频率范围与各种负载工况下实现同步整流管的精确驱动,且与其他基于模型的无高频采样驱动方案相比,该方案更为精确。最后,通过构建一台6.6 kW的实验样机,验证了该方案的稳态精确性和动态可靠性。     

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.     

高效率全桥LLC谐振变换器参数设计研究

提出了一种全桥LLC谐振变换器的参数设计方法,设计参数包括变压器原边励磁电感、谐振电感、谐振电容,以及变压器原副边匝比。通过该设计方法,能够在获得较大励磁电感的同时高可靠地实现原边开关管的零电压开通（ZVS）,降低开关器件的损耗,提高变换器效率。此外,可以通过提出的绘制电压增益特性曲线簇的方法,直观高效地确定电感系数K和品质因数Q,优化了参数设计。同时,对电感系数K对变换器效率的影响进行了理论分析和实验研究。最后,实物样机上200 W的实验结果验证了该参数设计方法以及相关理论研究的正确性和有效性。     

LLC谐振变换器简化时域算法及其频率前馈控制

针对LLC谐振变换器使用传统线性控制器时动态响应不理想的问题,提出一种基于LLC变换器简化时域分析的频率前馈控制。通过对欠谐振、过谐振且接近谐振点和过谐振且远离谐振点的3种工况下的LLC变换器时域方程进行简化,提出3种简化时域迭代算法,可以在数字控制器中实时计算LLC变换器的理想开关频率并前馈至线性控制器,从而改善LLC变换器的动态响应。提出的简化时域算法还可以实时计算电压增益、谐振电流和谐振电压的工作波形。仿真结果表明,所提出的简化时域算法计算得到的工作波形和电压增益曲线与时域分析接近,证明了算法的准确性。搭建一台实验样机以验证所提出的前馈控制的动态响应。实验结果表明,所提出的前馈控制可以实现对于LLC变换器各种动态过程的性能优化,且对于数字控制器的计算负担较小。     

新型中频感应加热电源的设计与实现

介绍了一种新型中频感应电源的工作原理。建立逆变电路稳态工作的微分方程 ,推出功率、电流、电压、工作频率的计算公式。运用CAD技术对主电路进行分析、绘出仿真图并对比实验结果验证设计方案。     

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。     

一种高频LCC谐振变换器的近似分析方法

为了研究具有电容型滤波器的LCC串并联谐振变换器的电路特性,在变换器工作原理分析的基础上,用一种近似分析方法对电路进行了数学分析,推导了该变换器的等效电路,并在等效电路的基础上讨论了该变换器的电路特性.研究负载电容的取值对变换器输出电压纹波的影响,并介绍LCC谐振变换器等效电路元件参数的计算表达式.仿真和实验提供的数据...     

自限幅电路建模及在无线电能传输中的应用

在一些无线电能传输(WPT)技术的应用场合,对供电的可靠性与能量接收端的体积有严苛要求。回顾了用于LLC谐振变换器的自限幅电路,提出了基于基波法、通用于这些自限幅电路的非线性电容-非线性电阻等效电路模型。利用自限幅电路构建了本质安全且有利于减小接收端体积的WPT变换器拓扑。基于所提模型的计算结果表明,该拓扑具有本质安全性,并估算了自限幅电路工作后其电压增益变化规律。仿真与实验也验证了该拓扑是本质安全的,且提高了WPT装置的偏移容忍度,所提模型可用于估算其电压增益等指标。     

分布式新能源接入电网的谐波热点问题探讨

模态分析法可以获得最丰富的谐振信息,现有灵敏度分析方法可以得到每种元器件对谐振影响程度的排序,但无法明确辨别谐振关键元件和谐振电路。首先,通过推导对各参与因子的物理意义进行了解释,归纳了现有的2种灵敏度分析方法;然后,考虑不同属性元器件取值范围的差异性及逆变器外特性的影响,提出了一种适用于配电网谐振关键元件和电路的识别方法;最后,通过算例分析和PSCAD仿真结果,验证了所得谐振关键元器件的准确性。该方法可以较为准确地识别出系统固有谐振的关键元器件,为研究谐波谐振问题及其抑制、事故调查分析等提供参考。

     

Dynamic companion harmonic circuit models for analysis of power systems with embedded power electronics devices

In this paper a methodology that extends the dynamic harmonic domain (DHD) analysis of large networks is presented. The method combines DHD analysis and discrete companion circuit modeling resulting in a powerful analytic technique called dynamic companion harmonic circuit modeling. It provides for a complete dynamic harmonic analysis of the system while preserving the advantages of discrete companion circuit models. The methodology is illustrated by its application to a three-node power system, where reactive power compensation is achieved using a fixed-capacitor, thyristor-controlled reactor (FC-TCR) and its control system.     

直流孤岛系统低次谐波稳定性仿真研究

针对南方电网牛从和普侨两个直流输电工程孤岛运行状态下的低次谐波稳定性问题,在PSCAD/EMTDC中搭建了详细的时域仿真模型并进行仿真研究。首先,使用测试信号法在一定频率范围内扫描直流输电系统直流回路阻抗和交流并联阻抗。其次,通过分析比较低次谐波频率下直流回路阻抗与交流并联阻抗之间的大小关系,对直流系统的低次谐波稳定性进行初步判断。最后,用时域仿真法对可能出现低次谐波振荡的工况进行校核。计算结果表明,在孤岛运行方式下,交流系统短路比的变化对直流回路阻抗和交流并联阻抗的阻抗频率特性有一定影响,随着短路比减小,阻抗频率特性向左上方偏移。此外,在所考虑的孤岛运行方式与故障情况下,直流系统均不会发生低次谐波不稳定现象。     

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。