基于并联变压器切换的LLC谐振变换器宽范围效率优化控制策略

发布时间：2021-06-28 12:23

　　提出一种基于并联变压器切换控制的LLC（ST-LLC）多谐振腔软开关直流变换器。基于变电感比值k的设计思想,采用多变压器间接并联方法以及切换控制策略构建新的变拓扑结构LLC,在保持软开关特性的同时,实现对变换器效率的有效提升以及对变压器热点的分散设计。对拓扑电压增益特性以及主要工作模态进行详细分析,为变换器工作模式设置提供了理论依据。给出变压器切换控制逻辑,并在此基础上,提出一种最优负荷分区控制策略,拓宽了LLC变换器的高效工作范围。此外,详细推导变压器切换控制点最大功率解析式,给出电路主要元件参数设计流程,并设计制作了一台约1kW的电源样机,通过仿真和实验共同验证了所提方案的可行性,样机实现了在82%的负载范围内保持90%以上的工作效率。 

【文章来源】：电工技术学报. 2020,35(14)北大核心EICSCD

【文章页数】：12 页

【部分图文】：

阶段式充电曲线

基波分析法（First Harmonic Approximation,FHA）是将非线性LLC谐振拓扑转换为线性等效电路进行简化分析的有效手段，对图2所示的半桥LLC谐振变换器（Half-Bridge LLC,HB-LLC）进行FHA等效，得到其交流等效电路如图3所示。图中，VFmid为谐振腔输入方波电压基波分量，VPF为归算到变压器一次侧的输出电压基波分量，Rac为归算到一次侧的交流等效负载电阻。变频控制LLC谐振腔阻抗随工作频率变化而改变，调节开关管驱动信号频率即能改变谐振腔与输出阻抗的分压比，进而实现控制输出的作用。图3 LLC交流等效电路

LLC交流等效电路

【参考文献】：
期刊论文
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[3]谐振软开关耦合电感高增益DC-DC变换器[J]. 林雪凤,许建平,周翔.  电工技术学报. 2019(04)
[4]考虑最大输出电压和效率的LLC谐振变流器的设计方法[J]. 徐恒山,尹忠东,黄永章.  电工技术学报. 2018(02)
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[6]LLC谐振变换器效率优化设计[J]. 胡海兵,王万宝,孙文进,丁顺,邢岩.  中国电机工程学报. 2013(18)

硕士论文
[1]LLC谐振变换器损耗分析与效率优化[D]. 冯雪.北京交通大学 2017



本文编号：3254312