基于LLC变换器的电动汽车充电机设计

动力电池是电动汽车应用的核心技术之一,应用中需要进行充放电管理,充电机可以把交流电转变为直流电,为动力电池补充能量;本文介绍了一种基于LLC变换器的电动汽车充电机设计方法,LLC谐振电路充电机工作在谐振频率,能够实现ZVS和ZCS,降低开关应力,减小了开关损耗,提高了充电效率;通过分析LLC谐振电路的工作特点,研究变换器的参数设计原理,并根据分析,设计了试验样机,进行了试验验证,获得较好的实验效果。     

计及DCM的电动汽车充电机LLC谐振变换器参数设计与优化

电动汽车充电技术是促进电动汽车发展与规模化应用的关键。LLC谐振变换器具有效率高、输出电压范围宽、功率大等特点,在电动汽车充电机中得到广泛应用。由于谐振过程十分复杂,通常采用基波等效分析(First Harmonic Approximation,FHA)方法设计LLC谐振变换器。该方法由于没有考虑不连续导通(Discontinuous Conduction Mode,DCM),从而存在较大的误差,并且需要多次反复迭代寻找合适的电路参数。提出了一种计及DCM分析的电动汽车充电机参数设计与优化方法,可以更精确地求解变换器电压增益,并且设计过程不需要迭代。针对某容量3.3 kW、输入400 V、输出250～430 V的LLC谐振变换器进行仿真分析,结果表明,采用所提方法对LLC谐振变换器参数进行优化设计,变换器的效率更高,且电压增益误差比传统方法减小了74.9%。     

15kW全桥LLC谐振变换器的设计

全桥LLC谐振变换器以其效率高、全范围软开关、器件电应力小等优点,越来越多地应用于大功率场合。此处对全桥LLC拓扑进行了研究,得到了其增益特性与谐振元件的关系,并给出了一种LLC电路的设计方法。基于该方法设计了一款15 kW的LLC全桥谐振电源,通过试验验证了该设计的正确性。     

半桥LLC谐振变换器分析与设计

介绍半桥LLC谐振变换器的工作原理,在此基础上分析计算半桥LLC谐振变换器的主要参数,并以FSFR2100型控制芯片设计出一种半桥LLC谐振变换器,测试结果表明,半桥LLC谐振变换器具有高效率、高功率密度、低电磁干扰的特点.     

一种应用于电动汽车充电机的谐振变换器设计

介绍了一种电动汽车充电模块拓扑,该拓扑包括了前级的PWM整流器和后级的谐振变换器。由于电动汽车车载电池的电压变化范围较宽（200~450 V）,为了提高全电压范围的转换效率,谐振变换器根据输出电压的变化,分别工作于3种模式：亚谐振频率调频模式、固定开关频率模式和超谐振频率调频模式。分析了3种工作模式的损耗,设计了谐振变换器的主电路参数,并在10 kW实验样机进行了验证。     

基于时域前馈的LLC变换器全半桥切换控制

由于全桥和半桥LLC谐振变换器之间天然的两倍增益比,全半桥拓扑切换可以极大地拓展LLC变换器的电压增益范围,且不需要额外的元器件。然而,由于全桥和半桥模式的LLC变换器具有不同的电压增益曲线,拓扑切换前后的暂态过程会使得输出电压产生突变,甚至可能会导致系统的不稳定。为抑制拓扑切换的暂态过程,这里提出了一种基于时域分析的前馈控制方法。该策略通过时域分析计算LLC变换器当前工况的理想开关频率,将其前馈加入传统线性控制器中,以实现输出电压的快速调节。最后利用实验样机验证了所提控制策略的有效性。     

半桥LLC谐振变换器参数优化设计

针对半桥LLC谐振变换器工作原理分析复杂、参数设计直观性较差等问题,根据谐振电流、励磁电流的变化关系,简化了半桥LLC谐振变换器工作原理的分析。由变换器的等效电路模型分析了其电压增益、阻抗特性,并通过相应的电压增益曲线、阻抗特性曲线直观地分析了各参数间相互关系,给出了参数的优化设计步骤。最后设计了180W/24V驱动电源,仿真及实验结果均达到预期效果。     

电动汽车大功率快速充电机的全数字一体化设计

本文介绍了一种采用TI公司的TMS320F283375+FPGA的全数字平台的电动汽车大功率充电机的设计方案,并对整个设计方案作了详细阐述。     

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%。     

半桥LLC型谐振变换器的高频变压器设计

高频变压器作为半桥LLC型谐振变换器的核心组件,其设计将影响开关电源的损耗、输出电压的稳定性及发热量等。针对5 kW高频变压器的设计,介绍了高频变压器磁芯选型原则,采用面积乘积法(area product,AP)确定了绕组导线型号和磁芯类型,通过进一步优化计算得到了绕组匝数、变压器损耗及其他相关参数。最终确定的高频变压器参数为:原副边侧绕组导线为18号导线,磁芯型号为EE-100,变压器变比为0.737 5,原副边匝数分别为59和80匝,变压器损耗为16.187 W。     

电动汽车车载电源LLC谐振变换器滑模控制

为了增强电动汽车车载电源对负载扰动的鲁棒性,有效抑制系统输出电压的过冲,将一种改进的滑模控制策略应用于电动汽车车载电源控制系统中。为减少系统开关损耗,提高系统效率,车载电源采用LLC谐振变换器拓扑结构。利用扩展描述函数法建立LLC谐振变换器的非线性模型,并在此基础上设计滑模控制方法。选取全局积分滑模面,通过动态的非线性滑模面,设计了整个运动过程中的滑动模态运动,显著地改善了对负载扰动的动态响应。通过仿真和实验证明了所提出的滑模控制策略有效解决了传统PI控制器在负载扰动较大情况下输出电压过冲过大的问题,提高了电动汽车车载电源控制系统动态品质。     

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。     

适于航空高压直流供电的1kW LLC全桥变换器

随着电气技术水平的提高,飞机正向"多电飞机"的目标发展.270 V高压直流电源系统具有安全可靠、重量轻及节省电能等优点,成为现阶段飞机供电系统的发展方向.在航空中大功率DC/DC变换的应用场合,LLC全桥谐振变换器是一种较理想的拓扑.利用变压器漏感构造谐振电感时,必须将次级漏感等效至初级,而目前很少有文献对其进行分析设...     

半桥型LLC全碳化硅谐振充电机应用研究

基于碳化硅(SiC)半导体器件的高频特性,详细研究了LLC变换器的原理和特性。首先分析了LLC变换器的主电路结构以及发生谐振的条件,之后详细分析了LLC变换器发生谐振时,开关管的电压电流波形以及输入阻抗,通过对输入阻抗进行分析得到了LLC变换器工作在软开关工况下的条件。最后,对LLC变换器的谐振参数进行选型设计,以此搭建了全SiC LLC变换器充电机实验样机平台,并完成了相关验证性实验。     

基于半桥LLC谐振的 AC-DC变换器研究与设计

随着电力电子技术的飞速发展,高效、高功率密度已成为功率变换器的主要发展方向,而传统脉冲宽度调制功率变换器采用硬开关技术,开关损耗大、效率较低。本文针对这一实际问题以及适应宽范围电压输入的应用需求,采用APFC+LLC+SR拓扑结构,设计了一款具备宽电压输入、高功率因数和高效率特点的AC-DC变换器,并完成了200W/24V系统样机设计。测试结果表明,当市电输入时,样机功率因数可达0.98,且系统在全负载范围内的平均效率达到92%以上,验证了设计方案的有效性,可满足一定范围内的实际应用需求。     

数字控制半桥LLC谐振变换器的研究

LLC谐振变换器具有高效率、高功率密度的特点,因此得到了广泛应用.传统的模拟控制器控制策略不灵活,抗干扰能力差,硬件电路复杂,难以实现复杂的控制方法,极大地限制了变换器效率和可靠性的提高.为此,基于UCD3138数字控制芯片,研究了LLC谐振变换器的数字控制,有效提高了变换器控制的灵活性,降低了成本.基于24 V/480 W原理样机的实验结果验证了数字控制的可行性和有效性.     

双向半桥三电平LLC谐振变换器

在此提出一种双向半桥三电平LLC谐振变换器,其结构完全对称。半桥三电平结构的电压应力小,仅为输入电压的一半。采用改进的同步控制策略,变换器在不同增益下,只需要通过控制开关频率,就可以实现正向工作和反向工作的自由切换。在增益等于1时,可以在任何工况下实现所有开关管的零电压开关(ZVS)开通;在增益不等于1时,低压侧开关管可始终实现ZVS开通,高压侧可实现ZVS开通或零电流开关(ZCS)开通。在此提出一种空载启动方案,可解决变换器在空载启动时,产生冲击电流的问题。最后,设计了一台4.8 kW样机进行实验,实验结果验证了空载启动方案以及双向控制策略的有效性。     

高效率半桥LLC谐振变换器的研究

半桥LLC谐振电路由于能在全负载范围内实现软开关,从而能达到较高的效率和功率密度,因而成为研究的热点之一。采用基波分析法,在研究LLC谐振电路工作原理、增益特性的基础上,对电路损耗进行了分析,指出了影响电路效率的主要元件,并给出其参数设计。最后制作了一台150 W的样机,整机效率达95.6%,实验结果验证了理论分析的正确性,同时半桥LLC变换器具有较高的效率。     

LLC谐振变换器与不对称半桥变换器的对比

介绍了LLC谐振变换器和不对称半桥变换器两种不同类型的软开关拓扑。分析了它们的工作原理，分别对它们的控制方法，副边整流管的电压应力和副边的开通等进行了比较，分析结果表明，LLC谐振变换器更适合高频化和高效率的要求。