交错并联双向LLC谐振变换器及其集成磁件设计

发布时间：2020-03-27 01:59

【摘要】：变换器是能量传输中很重要的组成部分,因而提高其工作效率成为近年来的研究热点。本文在研究双向LLC谐振变换器和交错并联LLC谐振变换器的基础上,分析了交错并联双向LLC谐振变换器在理想工作频率区间内的工作特性和工作原理,得到输入阻抗和电压增益的表达式,为分析变换器的具体工作范围、选取谐振元件参数提供了理论依据。同时,为满足从轻载状态到满载状态均能实现零电压开通,提出了ZVS实现条件。提出一种“UIU”型集成电感结构,通过分析集成电感的磁通分布,建立了电路模型和改进电路模型,从而得出自感、互感和漏感的计算公式,并给出集成电感的设计方法。通过Maxwell仿真和实验验证了“UIU”型集成电感结构设计的正确性,得出“UIU”型集成电感与传统集成电感相比具有磁通密度分布更均匀、电感量大,磁芯利用率高、不易饱和等优势。应用于交错并联双向LLC谐振变换器中,具有结构简单,效率高等优点。根据变换器的工作特性和ZVS实现条件对谐振网络参数进行具体分析和计算,同时依据参数设计了一种“UIU”磁芯结构的变压器,与传统变压器相比具有更高的功率密度。通过Saber仿真对谐振参数的可行性和所选器件的可靠性进行了相应的验证。随后建立一台1KW的试验样机进行实验,实验实现了变换器在全负载范围内均有较高的传输效率,进一步验证了理论的正确性。
【图文】：

示意图,二端口,示意图,变换器

究背景及意义化石能源的使用会对环境造成污染，新能源的发展显得越来越的重要组成部分，DC/DC 变换器被广泛应用于新能源领域中，电、直流配电系统、不间断电源系统及电力电子变压器等领域满足负载的要求[1-2]。而双向 DC/DC 变换器（Bidirectional DC/要求能量双向流动的场合，用来代替两个反并联的 DC/DC 变，以实现减小设备的体积、重量，达到节约成本和提高功率密变换器以其显著的优势得到了运用和发展，让双向 DC/DC 变换泛的应用前景，，并继续朝着高可靠性、高效率和高功率密度的 BDC 应用比较多，电路拓扑的变换形式也有多种[7]。BDC 的。

谐振变换器,结构示意图,变换器

图 1.2 谐振变换器结构示意图Fig.1.2 Schematic diagram of resonant converter根据谐振网络与负载之间连接方式的不同，谐振变换器可以分为 3 类，分别是：振变换器(SRC)、并联谐振变换器(PRC)、串并联谐振变换器(SPRC，也称为 LCC 换器)[15]。三种谐振变换器电路结构如图 1.3 所示。rCrLrCrLr1CrLr2C（a）串联谐振（b）并联谐振（c）串并联谐振图 1.3 谐振变换器结构Fig.1.3 Schematic diagram of resonant converterSRC 的优点：由于谐振电容隔直通交的特性，可以保障电路中变压器不会达到饱和而提高了轻载效率。缺点：由于变换器是串联结构，电压增益总是小于 1，谐振电担较大的电流波动。PRC 的优点：工作范围比较宽，可工作至空载，而且对滤波电
【学位授予单位】：辽宁工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM46

【参考文献】