半桥型LLC谐振变换器的建模和设计

介绍LLC谐振变换器拓扑的工作原理,研究LLC谐振网络的稳态模型,对半桥型LLC变换器建模并进行分析,得出半桥型LLC变换器的优化参数,给出了匝比的选择,进行了谐振电感、谐振电容和励磁电感的设计,仿真验证了半桥型LLC变换器设计的可行性。     

基于LLC的高效率开关电源设计

前级采用Boost+APFC电路,后级采用同步整流技术,以LLC串联谐振变换器为核心,进行了满足谐波要求高效率高功率密度90 W开关电源的设计.在对LLC谐振变换器组成结构与工作原理、零电压、零电流开关工作条件下的频率设定和频率调节输出电压及其增益特性分析的基础上,给出了LLC谐振变换器的具体过程,计算得到了谐振电容、串联电感和激磁电感的设计参数.样机以88～264 V宽电压输入可得到稳定的19.5 V电压输出.样机满载效率89％,功率因数0.95以上.     

非对称半桥交错并联输出式LLC谐振DC-DC变换器设计

LLC谐振变换器由于谐振特性,能够较容易实现软开关和增大变换器功率密度,在中大功率场合得到广泛应用。为了增大功率密度提高输出容量,设计了一种非对称半桥交错并联输出式LLC谐振DC-DC变换器,对变换器的工作过程进行了分析。分析了不同k值对变换器的影响,对谐振网络进行了等效分析。不同谐振频率下变换器分布在不同的工作区域,不同的工作区域中开关MOS管实现软开关过程的难易程度不等。通过仿真和样机测试验证了设计的变换器开关管能够实现零电压开关(ZVS),能够有效减小变换器的开关损耗。     

LLC大功率LED驱动器中关键参数研究

对于大功率LED驱动器来说,LLC谐振变换的优势在于能在全负载范围内实现零电压开关(ZVS),效率高,EMI小等。重点介绍了LLC谐振变换器的关键参数及其对于谐振电路的影响,测试了不同K值和Q值情况下对输出效率的影响。制作了一台原理样机,实现了开关管的零电压开关(ZVS)和次级整流管的零电流开关(ZCS),峰值效率达到了93.2%。实验结果验证了理论分析的正确性和设计方法的可行性。     

一种自动磁复位半桥式正反激谐振变换器的研究

以非对称半桥LLC结构为主体,提出了一种自动磁复位半桥式正反激谐振变换器,变压器励磁电流能够双向流动,具有自动磁复位的复用功能。对变换器的工作原理和谐振网络等效电路进行分析,对谐振电流和谐振电压进行计算。对新型变换器的增益特性和实现软开关的条件进行了研究。通过60 W样机测试验证了开关管能够实现零电压开通(ZVS),变压器能够自动实现磁复位,变压器具有复用功能,对比传统非对称半桥式LLC谐振变换器,该变换器具有效率高、体积小的优点。     

双频率控制LLC谐振变换器分析与设计

针对传统LLC谐振变换器负载动态响应较慢的问题,提出并研究了双频率控制LLC谐振变换器。与传统变频率控制LLC谐振变换器相比,双频率控制LLC谐振变换器无需补偿网络和压控振荡器,简化了控制电路的设计。此外,双频率控制LLC谐振变换器保持了传统谐振变换器开关管的零电压导通(ZVS)和二极管的零电流关断(ZCS),实现了高效率功率变换。详细分析了双频率控制LLC谐振变换器的工作原理及其关键参数的设计原则。最后通过实验验证了理论分析的正确性。     

基于Saber的半桥LLC谐振变换器的参数设计与仿真

针对半桥 LLC谐振变换器谐振参数设计较困难的问题,采用基波分析法(FHA,FirstHarmonicApproximation)建立等效模型,然后分析 LLC变换器实现零电压开通的约束条件,得到 LLC谐振参数优化设计的方法.最后通过Saber搭建仿真平台,验证该参数设计的正确性。     

宽输出电压的半桥型LLC谐振变换器设计

宽输出的半桥型LLC谐振变换器的增益变化较大,会导致变换器在较宽的频率范围内工作,这不利于变压器和控制环路的设计。为提升变换器的效率,对宽输出变换器的增益特点进行了分析,并结合工作频率范围和增益要求,提出了一种针对谐振参数计算的方法。最后制作了一台功率为120W,输出电压在10.8~13.2V可调的样机,验证了该方法的正确性。     

磁集成LLC谐振变换器的设计

LLC谐振变换器优于常规硬开关脉冲宽度调制(PWM)变换器:效率高、重量轻、体积小等,且全负载范围内切换可实现零电压开关(ZVS)。重点并详细介绍了磁集成LLC型谐振变换器的主电路结构和设计方法,用基波分量法求得其电压增益,并用MATLAB仿真,进行谐振网络参数设计和优化,其中还包括了其它元器件的选择。利用所介绍的设计方法,制作了一台工作频率在68.9kHz～106kHz、功率为96W的样机,成功实现了开关管的零电压开关(ZVS)和次级整流管的零电流开关(ZCS),峰值效率达到了92.3%,实验结果验证了设计方法的可行性和有效性。     

LLC谐振变换器的新型谐振网络参数设计方法

在LLC谐振变换器的设计中,谐振网络参数对变换器性能具有重要影响,合理选择谐振网络参数是实现变换器高效率的前提和保证.为此,提出一种简单的新型谐振网络参数设计方法,并给出其设计过程.在对LLC谐振变换器损耗、谐振网络传输效率和电压增益分析的基础上,选择合适的kQ乘积值,可以实现变换器增益要求、原边开关管的零电压开通和副...     

Soft‐switching converter with low circulating current and wide range of ZVS turn‐on

In this paper, a new hybrid dc–dc converter with low circulating current within the freewheeling interval, wide range of zero‐voltage switching and reduced output current ripple is presented. The proposed hybrid circuit includes two three‐level pulse‐width modulation converters and a series resonant converter with the shard lagging‐leg switches. Series resonant converter is operated at fixed switching frequency (close to series resonant frequency) to extend the zero‐voltage switching range of lagging‐leg switches. The output of series resonant converter is connected to the secondary sides of three‐level converters to produce a positive rectified voltage instead of zero voltage. Hence, the output inductances can be reduced. The reflected positive voltage is used to decrease the circulating current to zero during the freewheeling interval. Therefore, the circulating current losses in three‐level converters are improved. Finally, experiments are presented for a 1.44 kW prototype circuit converting 800 V input to an output voltage 24 V/60A. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

一种简单的ZVZCS全桥PWM变换器的分析与设计

讨论了一种零电压零电流开关的全桥DC-DC PWM变换器。通过适当的控制方式及合适的参数选择,这种变换器可以在很宽的负载变化范围内以软开关方式高效率的工作,同时保持了简单的拓扑结构。文中对这种变换器的基本工作原理进行了较详细的理论分析,并根据分析过程中的数学描述对电路的有关参数设计给予了说明。最后通过仿真与一6kW样机实验验证了本文所讨论的变换器工作原理的正确性及实用上的可行性。     

一种多模式复合调制的L-R型LCC谐振变换器

提出一种多模式复合调制的线性-谐振(L-R)型LCC谐振变换器.该变换器根据Boost调制的思路,结合传统LCC谐振变换器,实现了电感电流线性-谐振型变化的转换,具有全负载范围的软开关特性.在复合调制方式下,变换器能实现3种工作模式的互相转换以适应宽输出电压和负载变化范围的应用场合,解决了传统LCC谐振变换器在轻载条件...     

A new parallel ZVS converter with less power switches and low current stress components

A new direct current (DC)/DC converter with parallel circuits is presented for medium voltage and power applications. There are five pulse‐width modulation circuits in the proposed converter to reduce current stress at low voltage side for high output current applications. These five circuits share the same power switches in order to reduce switch counts. To reduce the converter size, conduction loss, and voltage stress of power semiconductors, the series connections of power metal‐oxide‐semiconductor field‐effect transistor (MOSFET) with high switching frequency instead of insulated gate bipolar transistor (IGBT) with low switching frequency are adopted. Thus, the voltage stress of MOSFETs is clamped at half of input voltage. The switched capacitor circuit is adopted to balance input split capacitor voltages. Asymmetric pulse‐width modulation scheme is adopted to generate the necessary switching signals of MOSFETs and regulate output voltage. Based on the resonant behavior at the transition interval of power switches, all MOSFETs are turned on under zero voltage switching from 50% load to 100% load. The circuit configuration, operation principle, converter performance, and design example are discussed in detail. Finally, experimental verifications with a 1.92 kW prototype are provided to verify the performance of the proposed converter. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

高功率密度LLC谐振变换器的研究

介绍了一种高功率密度、宽输入电压范围的LLC谐振变换器设计方法.首先,通过基波等效模型分析了电路的直流增益特性,并以此为依据讨论了宽输入电压范围的LLC谐振变换器参数设计要点;然后,根据损耗分析和实验研究讨论了小功率电路设计中磁元件的重要性.最后,通过实验验证了上述分析结果.     

输入并联输出串联LCC变换器的设计

LCC串并联谐振变换器较之其他形式的谐振变换器能更有效利用高压变压器的漏感和寄生电容实现软开关,并且能更大范围地调整输出电压,从而更加适用于高压电源.提出了一种输入并联输出串联LCC变换器的设计,分析了软开关实现的条件.所设计的变换器采用了主从控制方法,主模块采用脉冲频率调制,从模块采用脉冲频率调制结合脉冲跨周期调制,...     

LCC谐振变换器非对称移相控制及效率优化方法

提出一种LCC谐振变换器的非对称移相控制方法。该方法采用PWM移相混合调制方式,有两个控制变量,实现了更高的控制自由度。分析LCC谐振变换器的稳态特性,包括输出功率特性、软开关特性以及谐振电流特性。分析结果表明,不同的控制变量组合能够实现同一输出功率,但会导致软开关及谐振电流特性发生变化。在此基础上提出一种效率优化策略,使谐振变换器在输出功率不变的情况下谐振电流降至最低,同时保证了软开关的实现。所提出的方法能够进一步提升LCC谐振变换器的效率。通过仿真及1.9k W样机验证了理论分析及所提控制方法的可行性和有效性。     

Hybrid DC–DC converter with high efficiency,wide ZVS range,and less output inductance

In this paper, a new soft switching direct current (DC)–DC converter with low circulating current, wide zero voltage switching range, and reduced output inductor is presented for electric vehicle or plug‐in hybrid electric vehicle battery charger application. The proposed high‐frequency link DC–DC converter includes two resonant circuits and one full‐bridge phase‐shift pulse‐width modulation circuit with shared power switches in leading and lagging legs. Series resonant converters are operated at fixed switching frequency to extend the zero voltage switching range of power switches. Passive snubber circuit using one clamp capacitor and two rectifier diodes at the secondary side is adopted to reduce the primary current of full‐bridge converter to zero during the freewheeling interval. Hence, the circulating current on the primary side is eliminated in the proposed converter. In the same time, the voltage across the output inductor is also decreased so that the output inductance can be reduced compared with the output inductance in conventional full‐bridge converter. Finally, experiments are presented for a 1.33‐kW prototype circuit converting 380 V input to an output voltage of 300–420 V/3.5 A for battery charger applications. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于PWM+PFM控制的两级DC-DC变换器效率优化

为了提高LLC谐振变换器宽输入电压范围和解决轻载时损耗大导致整体效率不高的问题,基于Boost-LLC两级式拓扑,提出一种全负载范围数字控制效率优化方法.根据不同的负载对前后两级建立双环控制,前级升压Boost电路通过脉宽调制(PWM)方式实现不同负载对应调整输出电压大小,并将其值作为后级LLC电路的母线电压;后级LL...     

基于柔性电感的恒频控制LLC谐振变换器

传统LLC谐振变换器采用变频控制,在输入电压变化范围较宽时开关频率变化范围宽,其磁性元件难以优化设计。将LLC谐振变换器中的谐振电感设计为柔性电感,通过改变柔性电感的电感而改变变换器的谐振频率,改变LLC变换器的输出特性,实现宽输入电压、宽负载范围内的恒频调压,进而可以实现变压器、电感、滤波电容等元件的优化设计。首先介绍了柔性电感的原理,分析了采用柔性电感的全桥LLC谐振变换器的工作特性,并给出了闭环恒频控制的实现方案。最后通过一台输入电压23～35 V、输出电压100 V、功率200 W的原理样机,验证了基于柔性电感的恒频控制LLC谐振变换器的可行性。