具有宽范围输入和高效率的改进型LLC谐振变换器

发布时间：2021-04-03 22:12

　　与传统变频控制LLC谐振变换器相比,定频移相控制LLC谐振变换器具有磁性元件设计简单的优点。但在输入电压和负载宽范围变化时,定频控制LLC谐振变换器存在环流损耗较大引起效率降低的问题。针对以上问题,本文提出了混合模式定频控制的改进型LLC谐振变换器,能够显著地拓宽变换器的电压增益范围,使LLC变换器能够适应更宽范围的电压输入,同时,提高了变换器的效率,且控制结构简单,易于实现。变换器所有开关管均能实现零电压导通（ZVS）,副边整流二极管能实现零电流关断（ZCS）,且电路环流损耗较小。结合状态平面轨迹模型,对混合模式定频控制的改进型LLC谐振变换器进行了理论分析,推导了电压增益的表达式以及开关管软开关的实现条件;并通过一台120～400 V输入、300 W/48 V输出的实验样机验证了理论分析的正确性。 

【文章来源】：电机与控制学报. 2020,24(10)北大核心EICSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

改进型LLC谐振变换器

图2为变换器工作在Boost模式下的关键波形。图3所示为谐振电感电流iLr、谐振电容电压vCr的状态轨迹曲线。此模式下变换器的工作过程类似于Boost变换器，因此记此模式为Boost模式。当变换器工作在谐振频率点时，其谐振电感电流以及谐振电容电压波形为正弦波。由于正负半周对称，因此仅分析前半个开关周期(t0～t5)即可，各模态对应的电路如图4所示，模态分析如下。

模态1[t0～t1]:在t0时刻，原边开关管S2、S3关断，变换器进入死区时间。此时S1、S4保持关断，谐振电感电流iLr小于0，开关管S1、S4的结电容Coss放电，开关管S2、S3的结电容充电。在死区时间结束之前，开关管S1、S4结电容电荷放电至0，其体二极管Do1、Do4导通，使开关管S1、S4在t1时刻实现ZVS。图4 Boost模式下各个模态对应的电路

【参考文献】：
期刊论文
[1]双向LLC谐振变换器的变频-移相控制方法[J]. 陶文栋,王玉斌,张丰一,曲增彬,潘腾腾.  电工技术学报. 2018(24)
[2]基于直接移相角控制的移相全桥LLC变换器混合控制策略[J]. 郭兵,张一鸣,张加林,王旭红,丁建智.  电工技术学报. 2018(19)
[3]新型LLC谐振变换器数字同步整流驱动方式[J]. 吕征宇,李佳晨,杨华.  电机与控制学报. 2018(01)
[4]一种宽范围ZVS定频LCC谐振变换器设计[J]. 林磊明,许建平,陈一鸣,马红波.  中国电机工程学报. 2018(16)
[5]同步整流双谐振LLC-DCX悬浮控制电源研究[J]. 刘文军,易俊宏,马红波.  电机与控制学报. 2017(06)
[6]宽输入LLC谐振变换器多电平控制策略[J]. 李浩昱,李振伟,赵雷,张继红.  电工技术学报. 2017(04)
[7]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)
[8]全桥LLC谐振变换器的混合式控制策略[J]. 李菊,阮新波.  电工技术学报. 2013(04)



本文编号：3117178