2kW/24V全桥LLC高频谐振软开关电源的研究
发布时间：2022-01-11 03:25
随着直流分布式电源系统在通信电源、飞机舰船二次电源和新能源开发等领域中的广泛应用,LLC谐振直流变换器因能够满足高功率密度、高效率转换和高频化的直流变换器的发展方向,逐渐成为电力电子专业方面研究的重点。传统的直流变换器多采用硬开关技术,很大程度地限制了功率密度和主功率管开关频率的提高。移相全桥PWM ZVS直流变换器虽然有成熟的控制技术,但是其存在一些固有缺点,如非全范围的ZVS、效率较低、输入电压低等。LLC谐振变换器可以全范围实现主开关管的ZVS、整流二极管易实现ZCS且不会反向恢复。因此,全桥LLC谐振变换器替代移相全桥PWM ZVS直流变换器逐渐成为主流趋势。然而LLC谐振变换器长期以来一直存在两个技术难点:谐振参数设计、控制系统小信号建模。谐振参数设计难点是因为LLC谐振变换器工作模式复杂、谐振元件太多、物理直观性很差等原因;本文提出了一种直流增益特性曲线图与谐振参数公式相结合的设计思路用来简化谐振参数设计流程。该思路首先基于直流增益特性曲线图直观地分析LLC谐振变换器合适的工作频率范围,然后推导简洁、方便使用的谐振参数公式,描述出设计流程图,最后给出样机设计实例。使用这种设...
【文章来源】：湖北工业大学湖北省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
硬开关模式下的开关管工作波形
图 1-2 硬开关模式下的开关管工作轨迹解决硬开关技术的缺陷以及局限性，提高开关频度，软开关技术应运而生。技术的原理与发展本策略是控制开关过程中的管电压、管电流的变二者保持在接近零的较低水平。电感元件具有电流压不可突变特性，而且两者都是非耗能元件，所段都是利用储能元件电流、电压不可突变特性来、电流不同的控制方式来区别的话，软开关技术关。图 1-3 给出了零电流谐振软开关和零电压谐开关 ZCS（Zero-Current-Switching）：当开关管开
至今仍然相当重视和继续研究。早期的改善开关损耗的方案是但是遵循能量守恒原则，缓冲电路只不过是消耗开关损耗中的一方法并不能称为真正的软开关技术，软开关不是指转移开关损耗耗。现的软开关电路是缓冲型软开关电路。缓冲型软开关拓扑是从以吸收电路演化而来的，分为有源缓冲和无源缓冲两种。缓冲电路电路之外，只有在主电路产生开关状态更迭时，缓冲电路才与主无源缓冲电路用于降低开关损耗称为无源有损缓冲软开关，但是开关是有耗能元件电阻 R，损耗是从开关上转移到了电阻上，所换效率，降低总损耗。正降低变换器的总损耗，就出现了无源无损缓冲型软开关电路，由三个二极管、两个电容、一个电感构成一个辅助的无源无损缓主开关管的开关损耗。但是附加网络拓扑复杂，工作原理分析繁适应性相对较差，对二级管要求很高，在实际电路中二极管往往
【参考文献】：
期刊论文
[1]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)
[2]LLC变换器中谐振元件的设计[J]. 邓翔,李大伟,杨善水. 电力电子技术. 2013(02)
[3]LLC谐振型软开关直流变压器的研究与实现[J]. 陈申,吕征宇,姚玮. 电工技术学报. 2012(10)
[4]浅析高频开关电源的发展[J]. 李宏,赵家贝. 电气应用. 2011(04)
[5]LLC半桥谐振变换器参数设计法的比较与优化[J]. 江雪,龚春英. 电力电子技术. 2009(11)
[6]LLC谐振全桥DC/DC变流器的优化设计[J]. 欧阳茜,吴国良,钱照明. 电力电子技术. 2007(01)
[7]副边电压应力最小化的LLC谐振型变换器拓扑[J]. 顾亦磊,吕征宇. 中国电机工程学报. 2006(10)
[8]复合式全桥三电平LLC谐振变换器[J]. 金科,阮新波. 中国电机工程学报. 2006(03)
[9]潜艇开关电源的应用及发展方向[J]. 张鹰. 海军工程学院学报. 1999(03)
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]LLC谐振变换器控制性能分析及优化研究[D]. 陈曦.华中科技大学 2013
[2]基于数字控制的LLC谐振变换器研究[D]. 汤晓晨.南京航空航天大学 2012
[3]全桥LLC谐振变换器的混合式控制策略[D]. 李菊.南京航空航天大学 2011
[4]LLC谐振变换器的研究[D]. 谢华林.华南理工大学 2010
[5]自激式LLC谐振变换器的研究[D]. 苏少侃.南京航空航天大学 2010
[6]LLC谐振开关变换器的研究[D]. 李大伟.南京航空航天大学 2010
[7]基于DSP的LLC谐振变换器的研制[D]. 唐明明.中南大学 2009
[8]LLC谐振变换器的研究[D]. 赵磊.西南交通大学 2008
[9]LLC谐振变换器的设计[D]. 朱立泓.浙江大学 2006
[10]LLC串联谐振全桥DC/DC变换器的研究[D]. 宫力.华中科技大学 2006
本文编号：3581989
【文章来源】：湖北工业大学湖北省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
硬开关模式下的开关管工作波形
图 1-2 硬开关模式下的开关管工作轨迹解决硬开关技术的缺陷以及局限性，提高开关频度，软开关技术应运而生。技术的原理与发展本策略是控制开关过程中的管电压、管电流的变二者保持在接近零的较低水平。电感元件具有电流压不可突变特性，而且两者都是非耗能元件，所段都是利用储能元件电流、电压不可突变特性来、电流不同的控制方式来区别的话，软开关技术关。图 1-3 给出了零电流谐振软开关和零电压谐开关 ZCS（Zero-Current-Switching）：当开关管开
至今仍然相当重视和继续研究。早期的改善开关损耗的方案是但是遵循能量守恒原则，缓冲电路只不过是消耗开关损耗中的一方法并不能称为真正的软开关技术，软开关不是指转移开关损耗耗。现的软开关电路是缓冲型软开关电路。缓冲型软开关拓扑是从以吸收电路演化而来的，分为有源缓冲和无源缓冲两种。缓冲电路电路之外，只有在主电路产生开关状态更迭时，缓冲电路才与主无源缓冲电路用于降低开关损耗称为无源有损缓冲软开关，但是开关是有耗能元件电阻 R，损耗是从开关上转移到了电阻上，所换效率，降低总损耗。正降低变换器的总损耗，就出现了无源无损缓冲型软开关电路，由三个二极管、两个电容、一个电感构成一个辅助的无源无损缓主开关管的开关损耗。但是附加网络拓扑复杂，工作原理分析繁适应性相对较差，对二级管要求很高，在实际电路中二极管往往
【参考文献】：
期刊论文
[1]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)
[2]LLC变换器中谐振元件的设计[J]. 邓翔,李大伟,杨善水. 电力电子技术. 2013(02)
[3]LLC谐振型软开关直流变压器的研究与实现[J]. 陈申,吕征宇,姚玮. 电工技术学报. 2012(10)
[4]浅析高频开关电源的发展[J]. 李宏,赵家贝. 电气应用. 2011(04)
[5]LLC半桥谐振变换器参数设计法的比较与优化[J]. 江雪,龚春英. 电力电子技术. 2009(11)
[6]LLC谐振全桥DC/DC变流器的优化设计[J]. 欧阳茜,吴国良,钱照明. 电力电子技术. 2007(01)
[7]副边电压应力最小化的LLC谐振型变换器拓扑[J]. 顾亦磊,吕征宇. 中国电机工程学报. 2006(10)
[8]复合式全桥三电平LLC谐振变换器[J]. 金科,阮新波. 中国电机工程学报. 2006(03)
[9]潜艇开关电源的应用及发展方向[J]. 张鹰. 海军工程学院学报. 1999(03)
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]LLC谐振变换器控制性能分析及优化研究[D]. 陈曦.华中科技大学 2013
[2]基于数字控制的LLC谐振变换器研究[D]. 汤晓晨.南京航空航天大学 2012
[3]全桥LLC谐振变换器的混合式控制策略[D]. 李菊.南京航空航天大学 2011
[4]LLC谐振变换器的研究[D]. 谢华林.华南理工大学 2010
[5]自激式LLC谐振变换器的研究[D]. 苏少侃.南京航空航天大学 2010
[6]LLC谐振开关变换器的研究[D]. 李大伟.南京航空航天大学 2010
[7]基于DSP的LLC谐振变换器的研制[D]. 唐明明.中南大学 2009
[8]LLC谐振变换器的研究[D]. 赵磊.西南交通大学 2008
[9]LLC谐振变换器的设计[D]. 朱立泓.浙江大学 2006
[10]LLC串联谐振全桥DC/DC变换器的研究[D]. 宫力.华中科技大学 2006
本文编号：3581989
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