半桥LLC型变换器参数优化及功率密度分析
发布时间：2021-08-09 00:04
从半桥LLC型变换器拓扑结构与工作原理分析入手,并采用基波分析法（FHA）对变换器进行建模,得到变换器的直流增益、输入阻抗和关键点电流公式,为后续的谐振参数优化提供了数学依据。考虑到LLC参数的选择对变换器的效率有很大影响,采用混沌-布谷鸟搜索算法对励磁电感和谐振电感的取值进行优化,优化算法的目标函数由关键点电流来构建,得到谐振参数对变换器效率的优选值。然后,通过损耗分析结合热仿真的方法来分析高功率密度型变换器的发热情况及参数优化的合理性。最后,通过实验对相关结果进行了验证。
【文章来源】：电力电子技术. 2020,54(07)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
图４可知，在一定范围内增大励磁电感，可??
半桥ＬＬＣ型变换器参数优化及功率密度分析??图１?ＬＬＣ变换器的拓扑??Ｆｉｇ．?１?Ｔｏｐｏｌｏｇｙ?ｏｆ?ＬＬＣ?ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ??针对ＬＬＣ型变换器拓扑，采用ＦＨＡ进行建??模，得到图２所示等效电路＇??图２?ＬＬＣ变换器的等效ＦＨＡ??＇ｈｒｕ?…Ｕ??电路??Ｆｉｇ．?２?Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ?ＦＨＡ?ｃｉｒｃｕｉｔ?ｏｆ?ＬＬＣ?ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ??为简化公式，进行如下定义：谐振频率／ｆ１／（２ｔｔ＿??ＶＩ＾Ｔ），特性阻抗?２。＝＾１７＾７＝２１７／４＝１／（２？，），??品质因数?Ｗ）?（ｔｔ２／８）?（／Ｗ。２），??电感比尺ｓＺＪＬｍ归一化开关频率／？＝／ｙ／。??由相关文献可得变换器直流电压增益的具体??在虚曲线的左侧输入阻抗呈容性，在虚曲线的右??侧输入阻抗呈感性。输入阻抗呈感性时，谐振电流??４滞后于谐振腔输入电压Ｕ／１Ｂ，此时ＭＯＳＦＥＴ可以??实现零电压开通（ＺＶＳ）；输入阻抗呈容性时乂超??前于在开关切换过程中ＭＯＳＦＥＴ的体二极管??反向恢复将引起严重的噪声。由图３可知，进入容??性区间后，电压增益斜率出现反向，输出电压会失??控。因此谐振变换器通常工作在输入阻抗呈感性??的区域，在设计电路时应注意最小工作频率要适??当高于峰值增益频率。??由图３可见，在输入阻抗的感性区域（虚曲线??的右侧），变换器的６？随／？的增大而减校当／？＝??１，即／，＝?乂时，无论＜？取何值，Ｇ？始终为１。由图３??还可以看出，当值下降（即负载加重）时，峰值??增益频率逐渐向并联谐振频率／？靠近，峰值增益??随之增大。由于谐振变换器的工作范围受限于峰??值增益（运行时变换器增益
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【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进CS算法优化Elman-IOC神经网络的短期负荷预测[J]. 杨芳君,王耀力,王力波,常青. 电测与仪表. 2019(09)
[2]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)
[3]CLL谐振变换器谐振电路参数优化设计[J]. 吴建雪,许建平,陈章勇. 电力自动化设备. 2015(01)
[4]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)
[5]一种改进的LLC变换器谐振网络参数设计方法[J]. 马皓,祁丰. 中国电机工程学报. 2008(33)
本文编号：3330946
【文章来源】：电力电子技术. 2020,54(07)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
图４可知，在一定范围内增大励磁电感，可??
半桥ＬＬＣ型变换器参数优化及功率密度分析??图１?ＬＬＣ变换器的拓扑??Ｆｉｇ．?１?Ｔｏｐｏｌｏｇｙ?ｏｆ?ＬＬＣ?ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ??针对ＬＬＣ型变换器拓扑，采用ＦＨＡ进行建??模，得到图２所示等效电路＇??图２?ＬＬＣ变换器的等效ＦＨＡ??＇ｈｒｕ?…Ｕ??电路??Ｆｉｇ．?２?Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ?ＦＨＡ?ｃｉｒｃｕｉｔ?ｏｆ?ＬＬＣ?ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ??为简化公式，进行如下定义：谐振频率／ｆ１／（２ｔｔ＿??ＶＩ＾Ｔ），特性阻抗?２。＝＾１７＾７＝２１７／４＝１／（２？，），??品质因数?Ｗ）?（ｔｔ２／８）?（／Ｗ。２），??电感比尺ｓＺＪＬｍ归一化开关频率／？＝／ｙ／。??由相关文献可得变换器直流电压增益的具体??在虚曲线的左侧输入阻抗呈容性，在虚曲线的右??侧输入阻抗呈感性。输入阻抗呈感性时，谐振电流??４滞后于谐振腔输入电压Ｕ／１Ｂ，此时ＭＯＳＦＥＴ可以??实现零电压开通（ＺＶＳ）；输入阻抗呈容性时乂超??前于在开关切换过程中ＭＯＳＦＥＴ的体二极管??反向恢复将引起严重的噪声。由图３可知，进入容??性区间后，电压增益斜率出现反向，输出电压会失??控。因此谐振变换器通常工作在输入阻抗呈感性??的区域，在设计电路时应注意最小工作频率要适??当高于峰值增益频率。??由图３可见，在输入阻抗的感性区域（虚曲线??的右侧），变换器的６？随／？的增大而减校当／？＝??１，即／，＝?乂时，无论＜？取何值，Ｇ？始终为１。由图３??还可以看出，当值下降（即负载加重）时，峰值??增益频率逐渐向并联谐振频率／？靠近，峰值增益??随之增大。由于谐振变换器的工作范围受限于峰??值增益（运行时变换器增益
半桥ＬＬＣ型变换器参数优化及功率密度分析??图１?ＬＬＣ变换器的拓扑??Ｆｉｇ．?１?Ｔｏｐｏｌｏｇｙ?ｏｆ?ＬＬＣ?ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ??针对ＬＬＣ型变换器拓扑，采用ＦＨＡ进行建??模，得到图２所示等效电路＇??图２?ＬＬＣ变换器的等效ＦＨＡ??＇ｈｒｕ?…Ｕ??电路??Ｆｉｇ．?２?Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ?ＦＨＡ?ｃｉｒｃｕｉｔ?ｏｆ?ＬＬＣ?ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ??为简化公式，进行如下定义：谐振频率／ｆ１／（２ｔｔ＿??ＶＩ＾Ｔ），特性阻抗?２。＝＾１７＾７＝２１７／４＝１／（２？，），??品质因数?Ｗ）?（ｔｔ２／８）?（／Ｗ。２），??电感比尺ｓＺＪＬｍ归一化开关频率／？＝／ｙ／。??由相关文献可得变换器直流电压增益的具体??在虚曲线的左侧输入阻抗呈容性，在虚曲线的右??侧输入阻抗呈感性。输入阻抗呈感性时，谐振电流??４滞后于谐振腔输入电压Ｕ／１Ｂ，此时ＭＯＳＦＥＴ可以??实现零电压开通（ＺＶＳ）；输入阻抗呈容性时乂超??前于在开关切换过程中ＭＯＳＦＥＴ的体二极管??反向恢复将引起严重的噪声。由图３可知，进入容??性区间后，电压增益斜率出现反向，输出电压会失??控。因此谐振变换器通常工作在输入阻抗呈感性??的区域，在设计电路时应注意最小工作频率要适??当高于峰值增益频率。??由图３可见，在输入阻抗的感性区域（虚曲线??的右侧），变换器的６？随／？的增大而减校当／？＝??１，即／，＝?乂时，无论＜？取何值，Ｇ？始终为１。由图３??还可以看出，当值下降（即负载加重）时，峰值??增益频率逐渐向并联谐振频率／？靠近，峰值增益??随之增大。由于谐振变换器的工作范围受限于峰??值增益（运行时变换器增益
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进CS算法优化Elman-IOC神经网络的短期负荷预测[J]. 杨芳君,王耀力,王力波,常青. 电测与仪表. 2019(09)
[2]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)
[3]CLL谐振变换器谐振电路参数优化设计[J]. 吴建雪,许建平,陈章勇. 电力自动化设备. 2015(01)
[4]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)
[5]一种改进的LLC变换器谐振网络参数设计方法[J]. 马皓,祁丰. 中国电机工程学报. 2008(33)
本文编号：3330946
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