寄生电容对LLC谐振变换器的影响分析

在进行LLC变换器的设计过程中,极易忽略寄生电容对变换器的影响。从寄生电容的产生机理出发,分析了寄生电容对LLC变换器工作原理特性的影响。寄生电容的存在不仅影响原边开关管的软开关过程,而且会使输出电压增益在轻载或空载下出现失真现象。在优化死区时间的基础上,综合比较已知增益失真解决方案,提出一种新颖的双滞环自适应Burst数字控制方案,在稳定变换器输出电压的同时,提升轻载下的变换效率。最后,通过样机实验验证了所提控制方案的正确性与合理性。     

基于变压器双电容模型的光伏全桥LLC变换器共模干扰建模分析

LLC变换器可以在全负载范围内实现软开关,整体效率与功率密度更易得到提升,在以光伏发电形式为主的直流微网中得到广泛的应用。随着碳化硅等第三代半导体器件的渐渐普及,LLC变换器的工作频率越来越高,其高频变压器寄生电容对变换器共模干扰的影响愈发明显。现有针对变压器寄生电容的简化建模主要基于变压器内部绕组结构,使得集总电容模型的解析式较为复杂,不利于实际应用。对此,基于独立电压变量个数推导出一种适用于全桥LLC变换器共模干扰建模的变压器双电容模型,得到简洁易用的解析计算表达式,该模型可适配不同结构变压器,具有普适性。基于推导的双电容模型建立了全桥LLC变换器共模传导干扰模型,通过Matlab/Simulink仿真验证了所提双电容模型和共模干扰模型的准确性。     

LLC谐振变换器的变压器绕组优化设计

针对LLC谐振变换器工作在高频条件下对平面变压器寄生电容较为敏感的问题,采用磁集成技术对变压器的二次绕组进行优化设计,使得变压器寄生电容和绕组涡流损耗的综合效果最优。该文对平面变压器层间寄生电容的影响因素进行了具体分析,在极坐标系下建立变压器寄生电容的数学模型,并归纳出各影响因素在不同电流情况下的作用效果。该文提出了两种绕组形状的优化设计方案,从减小绕组正对面积的角度改善变压器的寄生电容。利用有限元仿真软件Maxwell,搭建变压器的3D仿真模型,根据仿真结果对比了采用不同优化方案时寄生电容的改善效果,验证了理论分析的可靠性。为了兼顾变换器的寄生电容和涡流损耗,给出了绕组面积设计的优化范围,并确定了最终的优化方案。最后,采用改良后的磁集成平面变压器,搭建了一台500W的样机,效率最高可达97.53%。     

考虑寄生电容的半桥LLC谐振变换器参数优化设计

含变压器的隔离型变换器易受到寄生电容的影响,降低系统运行的稳定性。针对LLC谐振变换器,建立含变压器寄生参数的等效电路模型,推导电压增益公式。对比无寄生参数和含寄生参数的电压增益曲线,分析寄生电容对选取电感比及其品质因数所产生的影响。在设计参数时考虑寄生电容的影响,分析开关管实现ZVS的条件,推导电感比的计算方法以及品质因数的取值范围。优化设计电感比、品质因数,进而优化各谐振参数。搭建实验样机,验证该优化方法的正确性和可行性。     

复杂和应涌流及其对电流差动保护的影响

目前大多数和应涌流机理分析采用运行变压器空载模型,对运行变压器非空载情况下的复杂和应涌流研究较为有限。文中推导了当一台变压器空投、另一台变压器非空载运行时,变压器磁链、电源电流以及运行变压器负载电流的解析表达式,分析了复杂和应涌流的影响因素、关键特征以及对相邻发电机电流差动保护的影响。数字仿真、动模试验以及现场录波数据验证了分析结论的正确性。     

220kV变电站运行操作过程中的过电压分析与防范

为了防范220kV变电站运行操作过程中的过电压现象,通过对投切空载变压器、分合空载母线两种典型操作的分析,从原理上阐述了空载变压器操作过电压和母线系统谐振过电压的产生原因,提出了可以通过减小空载电流、减小变压器绕组电感、增大变压器寄生电容来减少操作过电压,通过倒闸操作的优化和技术设备的改进来减少谐振过电压,并对现场实例应用进行分析,提出了具体的防范措施。实践证明,220kV变电站运行操作过程中的过电压所产生的危害是完全可以防范的。     

大型电力变压器损耗带电测试技术研究

电力变压器的损耗特性可以反映其运行状态,关系到电力系统的安全稳定。传统变压器损耗测试需进行离线试验,影响供电连续性且不能反映真实情况。本文提出电网系统供电的变压器空载及负载损耗带电测试新方法,并采用加窗插值算法处理数据以减小频谱泄漏和栅栏效应的影响。基于测量方法,开发变压器损耗带电测试系统,包括空载损耗测量和负载损耗测量两部分,以解决空载电流测量精度、电压电流采集同步性及复杂现场的干扰等问题。对现场变压器损耗进行测试,取得了较好结果,验证了系统带电测试变压器损耗的可行性。     

减小LLC谐振变换器空载输出电压纹波的一种新方法

为解决LLC谐振变换器的空载稳压问题和降低空载损耗,通常让LLC变换器在接近空载下运行在打嗝模式,但打嗝模式会引起较大的空载输出电压纹波。分析了轻载打嗝模式输出纹波过大的原因,总结了一种在解决实际产品轻载问题中探讨得出的低成本实用化的新解决方案,既通过打嗝模式解决了空载电压稳定问题、降低了空载损耗,又大大减小了该模式下的输出电压纹波,经实验验证并应用到实际产品中,取得了良好的效果。     

空载变压器励磁电流无功补偿的技术研究

为了提高新装大容量变压器在空载运行时的功率因数,实现变压器的经济运行,分析了变压器在空载运行时自身所产生的损耗,找到了导致变压器功率因数降低的原因,并提出了基于励磁电流无功补偿来提高变压器空载状态下功率因数的方法。同时进行了空载变压器Matlab仿真建模分析和现场试运行期间的数据分析,功率因数明显改善,达到了供电部门对功率因数的考核要求。所述的内容,已应用到变压器的实际运行中,并取得了良好效果。     

和应涌流对变压器差动保护影响分析

石化企业110 kV主变压器是全厂性的关键配电设备,为确保供电的可靠性,常采用并联运行的方式.当其中一台变压器检修后或故障后重新投入运行时,将会影响其他正在运行的并联变压器,有时会导致其差动保护误动作跳闸,造成不必要的停电.这种现象给企业的安全稳定运行带来影响,对变压器空载合闸及对其他并联运行变压器影响的过程进行分析和...     

高频变压器分布电容的影响因素分析

反激变换器的高频运行表明功率变压器寄生参数对变换器的性能影响很大。变压器的寄生参数主要是漏感和分布电容,而设计过程中往往很少考虑分布电容。该文给出了适用于工程分析的变压器高频简化模型,分析高频高压场合变压器寄生参数对反激变换器的影响。继而给出寄生参数的确定方法,并基于此分析,提出控制寄生参数的工程方法,研究不同的绕组绕制方法和绕组位置布局对分布电容大小的影响,并通过实验验证了文中分析的正确性及抑制方法的实用性。     

原边绕组分组连接的IPOP型LLC谐振变换器均流方式

输入并联输出并联IPOP(input parallel output parallel)型LLC谐振变换器由于谐振元件的参数偏差,导致各相所分配到的等效负载不均匀,进而造成不均流现象.对此提出一种将变压器的原边绕组分组连接的方式,实现了各相负载电流的平均分配.采用基波近似法对该方式的均流原理进行分析,给出谐振参数的偏差...     

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。     

一种适用于全桥LLC变换器的共模噪声抑制方法

全桥LLC变换器拓扑简单,易于实现所有开关管的软开关,被广泛应用于中大功率场合.针对全桥LLC变换器,建立了变换器的共模噪声模型,分析了共模噪声源和共模噪声耦合路径,提出了基于平衡电容的共模噪声抵消方法,并给出了变压器寄生电容参数的提取方法.最后通过实验验证了模型的准确性和方法的可行性.     

高频LLC谐振变换器的效率优化

随着电力电子功率器件的发展,功率变换器向着高频、模块化发展。LLC谐振变换器由于拓扑结构简单且能在全负载范围内实现开关管的零电压开通和副边二极管的零电流关断,损耗小、效率高,可逐渐应用于高频场合,从而成为业界的研究热点。随着工作频率的提高,原先在传统LLC中被忽略的寄生电容不仅会影响原边开关管的软开关过程而且还会使得谐振电流发生畸变。分析了寄生电容对变换器软开关的影响且对死区时间进行优化设计,以提高变换器的效率。研制了一台功率为250 W,工作频率为400 kHz的LLC谐振变换器原理样机,并进行了实验验证。     

利用平面磁集成技术减小滤波器绕组间寄生电容的研究

由于由分立元器件组成的滤波器在高频状态下的寄生参数、绕组连接方式和布线等的影响,使得滤波器在高频时的性能变差,为了解决这一问题,本文提出一种平面磁集成LP滤波器结构,通过减少绕组间的分布电容来提高滤波器的高频幅-频性能,并在理论分析的基础上,用Saber仿真验证了这一结构的有效性。     

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。