基于三相LLC谐振变换器的汽车充电器研究
发布时间：2020-12-20 04:58
单相LLC谐振变换器拓扑结构简单,其开关管能够在整个可工作频率范围内实现零电压开通,具有EMI低、功率密度高、效率高等特点,广泛应用于电动汽车充电桩、移动电站等领域。但是单相LLC谐振变换器的输出滤波电路没有滤波电感,因此其具有输出电流纹波较大。为了减小输出电流纹波,需要较大的电解电容值,占用了的布板空间较大,而且滤波电容的寿命也会限制设备的使用寿命。此外,单相LLC谐振变换器副边电流全部流经整流二极管,副边整流二极管的电流应力在大电流工况下要求很高。而且副边整流二极管单管上的损耗较大,和电流平方成正比,大电流情况下的散热问题将限制整机功率等级的提升。本文详细研究了单相LLC和三相LLC的拓扑特性和工作原理,提出了Y型连接的三相LLC谐振变换器。除继承单相LLC谐振变换器的一些优异性能外,Y型连接的三相LLC谐振变换器还改善了单相LLC谐振变换器的不足。首先,当三相LLC谐振变换器的谐振网络参数不完全一致时,Y型连接能够自动调节各相电压从而起到均分各相电流的作用。其次,三相桥臂依次延迟120°导通,利用移相后电流的叠加效应降低副边整流输出纹波。为了应对不同电池组的电压要求,本文采用两路...
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
LLC谐振网络元件四种组合模式
图 1-2 汽车充电器结构框图Figure 1-2 Frame diagram of car charger图 1-3 为 15kW 电源拓扑结构。输入端口的输入电压范围为 420~850Vdc，经过EMC 滤波和保险丝等安规器件，连接到 Buck 电路。Buck 电路将 420~850Vdc 输入电压按比例降压，为了保证电流容量，采用多路Buck 电路并联。Buck 电路每两路并联，共用一个电流传感器，两路并联后的 Buck电路再并联。接下来为两路三相 LLC 电路，三相 LLC 电路的输入连接到 Buck 电路的输出。三相 LLC 电路的输入为 165V~410V。为了符合电压要求，两路三相 LLC 电路的输入并联、输出串联。各路三相 LLC 电路不是简单的三相 LLC 并联，而是三相 LLC交错并联，控制各相的 PFM 互差 120°。由图 1-3 可以看出，三相 LLC 电路中的变压器原、副边均为 Y 型连接。各相原边为半桥逆变电路、副边为半桥整流电路。两路三相 LLC 电路串联输出连接到滤波电路，再通过防反二极管输出到输出端。输出端电压范围为 300~750V。
（c）不对称式图 2-1 三种单相半桥 LLC 谐振变化器拓扑Three kinds of single-phase half bridge LLC resonant conve LLC 谐振变换器拓扑示为不对称半桥 LLC 谐振变换器电路，由两个开关管1Q 和2Q 存在结电容Q1C 、Q2C 及体二极管Q1D 关管两端电压钳位在 0V，可以实现主开关管的零电感rL 、谐振电容rC 和变压器励磁电感mL 串联mL 的电感值和谐振电感的电感值rL 相差不会很大要工作频率大于励磁电感mL 参与谐振时的本征 开通。励磁电流Lmi 与折算到原边负载电流Di n LLC 谐振变换器的输出整流二极管为1D 和2D ，输，开关周期为 1s sT f。
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种具有宽输入电压范围的集成Buck-Boost LLC级联变换器[J]. 孙孝峰,仇江峰,栗晓华,骆志伟. 中国电机工程学报. 2016(06)
[2]一种Boost型宽电压范围输入LLC谐振变换器[J]. 孙孝峰,申彦峰,朱云娥,刘飞龙,吴俊娟. 中国电机工程学报. 2015(15)
[3]采用模块化结构的多相多电平LLC谐振变换器[J]. 金峰,刘福鑫,阮新波. 中国电机工程学报. 2015(17)
[4]不对称控制方式三相三电平直流变换器[J]. 刘福鑫,陈悦,胡高平,阮新波. 中国电机工程学报. 2014(24)
[5]新型对称控制方式三相三电平直流变换器[J]. 刘福鑫,杨朔,阮新波. 中国电机工程学报. 2012(09)
[6]串联电容器动态电压均衡技术研究[J]. 许爱国,谢少军,刘小宝. 中国电机工程学报. 2010(12)
[7]基于FHA的LLC变换器稳态分析[J]. 陆治国,余昌斌. 低压电器. 2007(17)
[8]功率谐振变换器及其发展方向[J]. 朱建华,罗方林. 电工电能新技术. 2004(01)
博士论文
[1]集成模块电源拓扑标准化的研究[D]. 顾亦磊.浙江大学 2008
硕士论文
[1]1.5kW半桥LLC谐振DC/DC变换器的研究[D]. 闫大鹏.哈尔滨工业大学 2015
[2]三相LLC谐振变换器的研究[D]. 夏炎.西南交通大学 2015
[3]宽输入范围Buck-Boost+LLC级联变换器的研究[D]. 仇江峰.燕山大学 2015
[4]高效率LLC谐振变换器研究[D]. 戈现勉.浙江大学 2015
[5]Buck+LLC恒压恒流双模式变换器[D]. 孟宇飞.燕山大学 2014
[6]面向高压大功率场合的三相三电平LLC谐振直流变换器研究[D]. 胡高平.南京航空航天大学 2014
[7]3kW LLC谐振式模块化通信电源[D]. 周伟成.浙江大学 2007
本文编号：2927248
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
LLC谐振网络元件四种组合模式
图 1-2 汽车充电器结构框图Figure 1-2 Frame diagram of car charger图 1-3 为 15kW 电源拓扑结构。输入端口的输入电压范围为 420~850Vdc，经过EMC 滤波和保险丝等安规器件，连接到 Buck 电路。Buck 电路将 420~850Vdc 输入电压按比例降压，为了保证电流容量，采用多路Buck 电路并联。Buck 电路每两路并联，共用一个电流传感器，两路并联后的 Buck电路再并联。接下来为两路三相 LLC 电路，三相 LLC 电路的输入连接到 Buck 电路的输出。三相 LLC 电路的输入为 165V~410V。为了符合电压要求，两路三相 LLC 电路的输入并联、输出串联。各路三相 LLC 电路不是简单的三相 LLC 并联，而是三相 LLC交错并联，控制各相的 PFM 互差 120°。由图 1-3 可以看出，三相 LLC 电路中的变压器原、副边均为 Y 型连接。各相原边为半桥逆变电路、副边为半桥整流电路。两路三相 LLC 电路串联输出连接到滤波电路，再通过防反二极管输出到输出端。输出端电压范围为 300~750V。
（c）不对称式图 2-1 三种单相半桥 LLC 谐振变化器拓扑Three kinds of single-phase half bridge LLC resonant conve LLC 谐振变换器拓扑示为不对称半桥 LLC 谐振变换器电路，由两个开关管1Q 和2Q 存在结电容Q1C 、Q2C 及体二极管Q1D 关管两端电压钳位在 0V，可以实现主开关管的零电感rL 、谐振电容rC 和变压器励磁电感mL 串联mL 的电感值和谐振电感的电感值rL 相差不会很大要工作频率大于励磁电感mL 参与谐振时的本征 开通。励磁电流Lmi 与折算到原边负载电流Di n LLC 谐振变换器的输出整流二极管为1D 和2D ，输，开关周期为 1s sT f。
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种具有宽输入电压范围的集成Buck-Boost LLC级联变换器[J]. 孙孝峰,仇江峰,栗晓华,骆志伟. 中国电机工程学报. 2016(06)
[2]一种Boost型宽电压范围输入LLC谐振变换器[J]. 孙孝峰,申彦峰,朱云娥,刘飞龙,吴俊娟. 中国电机工程学报. 2015(15)
[3]采用模块化结构的多相多电平LLC谐振变换器[J]. 金峰,刘福鑫,阮新波. 中国电机工程学报. 2015(17)
[4]不对称控制方式三相三电平直流变换器[J]. 刘福鑫,陈悦,胡高平,阮新波. 中国电机工程学报. 2014(24)
[5]新型对称控制方式三相三电平直流变换器[J]. 刘福鑫,杨朔,阮新波. 中国电机工程学报. 2012(09)
[6]串联电容器动态电压均衡技术研究[J]. 许爱国,谢少军,刘小宝. 中国电机工程学报. 2010(12)
[7]基于FHA的LLC变换器稳态分析[J]. 陆治国,余昌斌. 低压电器. 2007(17)
[8]功率谐振变换器及其发展方向[J]. 朱建华,罗方林. 电工电能新技术. 2004(01)
博士论文
[1]集成模块电源拓扑标准化的研究[D]. 顾亦磊.浙江大学 2008
硕士论文
[1]1.5kW半桥LLC谐振DC/DC变换器的研究[D]. 闫大鹏.哈尔滨工业大学 2015
[2]三相LLC谐振变换器的研究[D]. 夏炎.西南交通大学 2015
[3]宽输入范围Buck-Boost+LLC级联变换器的研究[D]. 仇江峰.燕山大学 2015
[4]高效率LLC谐振变换器研究[D]. 戈现勉.浙江大学 2015
[5]Buck+LLC恒压恒流双模式变换器[D]. 孟宇飞.燕山大学 2014
[6]面向高压大功率场合的三相三电平LLC谐振直流变换器研究[D]. 胡高平.南京航空航天大学 2014
[7]3kW LLC谐振式模块化通信电源[D]. 周伟成.浙江大学 2007
本文编号：2927248
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