Buck+半桥LLC倍压谐振两级式DC/DC变换器

针对微波功率模块(MPM)集成电源应用,提出了一种新型的基于定频控制的Buck+半桥LLC倍压谐振两级式DC/DC变换器。阐述了两级式变换器的拓扑结构,分析了后级半桥LLC倍压谐振变换器的特性和工作原理,给出了优化设计方法。最后,制作了一台功率400W输出的样机,进行了仿真和实验验证,样机的满载效率达到了96%。     

LLC谐振变换器磁元件的一种集成方式

针对LLC多模态谐振变换器磁性元件多、设备体积较大、安装不方便等问题,根据LLC谐振磁元件的集成基本原则与方法,给出了LLC谐振电路磁元件集成等效电路,利用磁路-电路对偶分析方法对集成元件的磁芯结构、绕组分布及绕组匝数进行了设计.试验结果表明,通过磁性元件集成方式减小了磁元件数量,提高了变换器的功率密度.     

LLC谐振变换器特性分析及关键参数设计

针对LLC谐振变换器增益公式复杂、谐振参数设计困难等问题,详细分析电路的工作过程,给出参数设计的约束条件,简化了参数设计要素,最后在合理的谐振参数下通过实例进行了验证．实验结果表明,LLC谐振变换器能够实现开关管的零电压开通,同时能够有效抑制整流二极管的反向恢复特性,实现次级的零电压关断．     

高功率LLC全桥变换器谐振网络分析与设计

软开关技术是LLC谐振变换器的一大特点,提高了变换器的效率和功率密度,大大降低了开关损耗,但全桥LLC变换器目前缺少一种实现软开关参数的定量分析计算方法和高效简洁的设计思路.本文在建立LLC全桥谐振变换器交流等效电路的基础上,分析开关频率为2个不同谐振频率时的谐振网络阻抗状态,然后遵循能量守恒对LLC的软开关实现进行公式推导,最后提出利用谐振参数关系式与仿真图形相结合的一种简洁的LLC变换器设计思路.搭建了1台全桥LLC谐振变换器样机,实验结果验证了设计方案的正确性.     

基于LTspice的半桥LLC谐振变换器的参数设计与仿真

针对半桥LLC谐振变换器参数设计比较复杂且计算量大的问题,通过对半桥LLC谐振变换器的拓扑结构和开关过程的介绍,利用基波分析法建立谐振变换器的数学模型,得出了谐振变换器的直流增益;通过对半桥LLC谐振变换器原边开关管实现软开关的约束条件和其谐振参数对直流增益影响的分析,得到了谐振参数的设计过程.根据这种设计方法,在LTspice中搭建一个输入为400 V,输出为12 V,1.5 kW的仿真平台,验证了半桥LLC谐振变换器设计过程的可行性和有效性.     

半桥LLC谐振倍压变换器的混合式控制策略

为了提升LLC谐振倍压变换器在全负载范围内的效率,提出了一种采用频率调制(FM)模式和burst模式的混合式控制策略。变换器满载工作时采用FM控制以获得较高的效率,当负载较轻时采用burst模式以减小轻载条件下的损耗。分析了混合式控制策略的工作模式和实现方法,采用谐振电流参与控制的方法实现了burst期间内开关管的零电压开关,通过减小burst模式的周期降低了输出纹波的幅度。实验结果证明了所提混合式控制策略的可行性,变换器在各工作状态下均能达到较高的效率。     

LLC谐振变换器参数优化方法的研究

基于LLC谐振变换器的工作原理,提出了一种基于优化LLC谐振变换器中的励磁电感来降低谐振电流和变压器次级输出电流有效值的设计方法．根据高效率、高功率密度和高频化的要求,通过研究各参数变化对电路运行和性能所造成的影响,设计了一个1MHz的LLC谐振变换器,给出了实验和仿真结果．     

基于半桥LLC谐振变换器的电动客车充电设备的研究

电动客车充电设备的开关电源通常采用谐振变换器作为DC-DC隔离型拓扑结构,传统的LC串联、LC并联或LCC串并联谐振变换器在输入电压波动较大情况下存在较大关断电流,因此,基于半桥LLC谐振变换器的电动客车充电设备,采用基波近似法分析品质因数、电感比等参数对变换器直流增益的影响,研制了充电设备样机,对电动客车蓄电池进行了多阶段充电策略的状态控制测试,结果表明基于半桥LLC谐振变换器的电动客车充电设备具有优异的软开关性能,有效地提升了设备直流输出电压的质量。     

LLC谐振变换器变论域模糊神经PI控制研究

LLC谐振变换器具有高功率密度、高效率,且易实现全负载范围内软开关等优点,已获得广泛应用,但由于LLC谐振变换器具有强非线性和难以获得精确数学模型的特点,致使传统PI控制无法实现良好的控制性能。为改善LLC谐振变换器控制性能,本文在分析模糊控制、神经网络控制和变论域原理基础上,设计一种变论域模糊神经PI控制器。在模糊控制的基础上,通过引入神经网络,对模糊隶属度函数的分布进行优化,同时通过引入变论域伸缩因子提高模糊规则的利用率。最后对设计的变论域模糊神经PI控制器在LLC谐振变换器闭环控制中的性能进行研究,结果表明,本文设计的变论域模糊神经PI控制具有超调小、动态响应快等优点,其控制性能优于传统PI控制和模糊PI控制。     

双向LLC谐振变换器特性分析

目前针对LLC谐振变换器的研究主要集中于单向工作,双向LLC谐振变换器的研究仅局限于双4型LLC谐振变换器的初步研究,而对新型4-11型LLC谐振变换器的工作特性及应用环境研究较少。在PSPICE仿真软件下建立LLC谐振变换器模型,制作实验样机,对比分析双4型LLC谐振变换器和4-11型LLC谐振变换器的双向工作特性,给出其适合的工作应用环境。该研究成果为不同类型的双向LLC谐振变换器的研发及应用提供了重要依据。     

宽范围输入输出电压LCC谐振变换器的分析设计

文章对电流连续工作模式（CCM）下LCC谐振变换器的工作模态进行了分析,在此基础上采用基波近似法对LCC谐振拓扑进行了简化,推导出LCC谐振变换器的基波纯阻性和基波容性等效电路,建立了与开关频率、负载及变换器增益有关的数学模型.结合模型,提出了宽范围输入输出电压LCC谐振拓扑的设计方法,基于此方法结合一套电源设计指标设计了一组谐振参数.通过仿真验证了所设计的LCC谐振变换器在宽范围输入输出电压条件下可实现全负载范围的软开关,满足设计指标,证明了模型和设计方法具有较高精准度和良好应用价值.     

串联谐振推挽式3KV直流高压电源的设计

为了满足中子管离子源电源高效率小体积的要求,设计一种串联谐振推挽倍压变换器的技术方案。该变换器利用功率管寄生参数消除电路寄生振荡,利用倍压电容作为谐振元件实现开关管的ZVCS,降低损耗。研究中采用基波分析法建立电压增益数学模型,反映谐振品质因数对电压增益的影响,给出一种适用于推挽LC谐振倍压电路的参数设计方法,利用saber仿真并制作一台50W样机验证该变换器原理和理论分析的正确性。     

容性滤波并联谐振变换器及其优化设计

通过对常用谐振变换器的分析,给出了容性滤波在电路中的应用特点,并结合容性滤波并联谐振变换器的工作原理,对稳态工作条件下该电路的不同工作状态进行了详细地分析。然后对该电路的电压增益特性进行了研究,推导出了该电路的电压增益关系式,并据此提出了该电路的参数优化设计方法,最后给出了相关的实验结果,验证了该方法的可行性。     

改进型三绕组谐振升压变换器

文中提出了一种改进型三绕组谐振升压变换器,一次侧采用有源钳位技术,抑制电压尖峰、实现主/辅开关管的ZVS及变压器的磁芯复位、提高变压器利用率.二次侧采用谐振软开关技术,实现二极管D 1和D 2的ZCS、消除反向恢复问题、降低开关损耗.高频变压器采用三绕组结构,正/反激模式交替导通,降低副边绕组电压应力,提高变换器整体效率.文中对该变换器的工作模态进行详细分析,给出主功率电路参数设计方法,最后搭建了400 W的仿真和实验平台,实验结果验证文中理论分析与设计的可行性.     

软开关DC／AC变换器原理分析及谐振环节参数设计

导出了ＤＣ／ＡＣ变换器谐振直流环节电压波形可靠回零所依赖的最小初始条件和谐振开关所需的最小导通时间ｔ１ｍｉｎ。证明了电机负载电感Ｌ２及电阻Ｒ２对系统谐振特性影响较小,可用一恒流源代替的结论。讨论了谐振频率及谐振参数的选取方法,给出了谐振频率ω,谐振参数Ｌ、Ｃ,谐振电感初始预充电电流ＩＬ０及谐振峰值电压ＶＣｍａｘ之间的关系曲线。     

用于车载充电的双向CLLC变换器设计

为拓宽车载充电机（on-board charger, OBC）双向充放电工作范围并提高充电效率,用PFC（power factor correction）级联高效CLLC(电容-电感-电感-电容)谐振拓扑实现电网电压与电池电压之间能量双向转换。同时为解决CLLC谐振拓扑在宽范围工作时参数设计困难的问题,提出一种参数设计及优化方法,采用基波分析法（fundamental harmonic analysis, FHA）对谐振网络建模,推导充放电增益的归一化方程,提取出影响谐振变换器增益和效率的关键参数,对比分析关键参数的变化对拓扑各项性能的影响规律,进而总结参数的设计及优化原则。结果表明:影响谐振变换器双向运行最重要的参数是匝数比和谐振电容,其中变压器匝数比主要影响CLLC变换器的充放电效率,谐振电容值影响充放电宽范围输出的最佳工作区,通过分析给出了双向传输功率同等级时匝数比和谐振电容的最佳取值范围。应用CLLC拓扑,双向车载充电机可实现双向超宽范围运行,整机充电效率最高可达94.5%,CLLC效率可达97.5%。     

LLC全范围满载软开关优化设计

为了保证LLC在整个输入电压范围内都能实现零电压开通（ZVS）,并且能够全范围满载输出,提出一种对整个谐振腔的优化设计方法.区别从完全谐振点出发,找出最难实现ZVS的工作点(低频满载点),从该点出发找出既能全范围满载输出,又能全范围实现ZVS的最大励磁电感,再对整个谐振腔进行优化设计.通过与传统设计方法对比表明：本优化设计方法在满足全范围满载输出性能要求的前提下,提高了整个输入电压范围内的效率;该设计方法的优势在高电压输入情况下体现得更加明显.     

单片集成谐振式升压转换器设计

为了解决高频谐振功率转换器功率密度较低的问题,提出基于绝缘体上硅（SOI）工艺平台和氮化镓（GaN）功率晶体管的三维集成的单开关全谐振升压转换器,开关频率为500 MHz. 转换器主体采用传统Class-E放大器的衍生电路结构?并联式Class-E拓扑,栅极驱动器采用单管谐振式驱动拓扑. 转换器中的谐振电感元件采用SOI工艺中提供的平面螺旋电感实现,谐振电容元件采用GaN功率晶体管的米勒寄生电容实现,硅基芯片与GaN芯片通过三维倒装技术连接. 围绕电路参数设计、谐振元件的实现和版图结构设计进行详细分析. 实验结果显示,当输入电压为12 V时,片上转换器的最高功率密度为1.481 W/mm²,满载效率为60%,最高效率为89%. 本设计为实现高功率密度、高集成度的功率转换器提供了新思路.