LLC谐振变换器参数优化设计及电压调制策略研究
发布时间：2022-01-16 03:14
LLC谐振变换器因其高效率、高功率密度和电压调节范围广等特点而被广泛应用。然而目前针对一定电压范围的变换器参数设计存在频率调节范围宽的问题,频率运行范围变宽将会导致变压器的体积变大、导通损耗增加,不利于滤波器、磁性元件的优化以及效率的提升。因此,LLC谐振变换器的优化需要在满足所期望增益的前提下,尽可能缩小频率的变化范围同时提升变换器的效率。针对一定电压变化范围的变换器设计,还需要考虑其不同负载时的工作情况,其轻载运行与满载存在较大差异。由于变压器二次侧等效寄生电容和轻载时负载电流断续的影响,存在轻载下输出电压泵升的问题。目前存在的电压调制方法能够调节轻载下的输出电压使其降低,但存在效率降低、应用场合受限、硬件成本高、输出电压纹波增加等缺点。以往针对LLC的分析中未考虑寄生电容的影响,在变换器的不同运行工况下,寄生电容的影响存在较大差异。首先,本文中加入对于电路中寄生电容的考虑,研究了其等效电路模型并进行了前后对比,发现重载或额定负载时寄生电容对变换器影响可以忽略,但轻载运行工况下其影响较大。本文对LLC的轻载运行机理作出详细的频域和时域模态分析,研究了不同参数对变换器增益特性的影响,...
【文章来源】：武汉大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．８?Ａ”值对电压增益的影响??
２．２．３等效结电容对增益特性的影响??令负载为３（ＸＬ其他条件保持不变，改变结电容的大小，讨论等效结电容对电压特??性的影响。等效结电容大小从ＯｎＦ逐渐增加至２ｎＦ，电压特性可见图２．９。??根据图２．９所示，黑色曲线代表结电容为０的情况，红色曲线代表结电容最大为??２ｎＦ的情况。图２．９（ｂ）和图２．９（ｃ）表明等效结电容的大小对／＜／ｒ的电压增益基本上无影??响，但在时影响很大。．／５＞／时，随着结电容不断的增大，电压增益曲线在不断的上??翘，且幵关频率升的越高此现象越为突出，并且等效结电容的增加会导致次谐振峰的??前移，恶化轻载工况。因此，根据图２．９可得出结论：二次侧功率管的结电容增大也是??导致轻载输出电压泵升的原因之一。??Ｉ?－?Ｃｊｅｑ＾ＯｎＦ?丨??１５?…一?Ｉ?—Ｃｊｅｑ＝５００ｎＦ?ｆ??Ｃｊｅｑ＝１０００ｎＦ?＇??１４?－????Ａ?｜??—?Ｃｊｅｑ＝１５００ｎＦ?－－??１?Ｃｊｅｑ＝２０００ｎＦ?；??＿??°〇?２?４?６?８?１０?１２??＾?ｘ?１０５??（ａ）等效结电容对输出电压的影响整体图??４５?ｒ?－?－?－?ｒ－…………??
??态：５１、５２、８３、３４、８５和３６。每一种运行状态下如图２．１１所示。??｜［Ｔ｜?ｉ?Ｉ?Ｉ?ｉ?￣Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ??ＩＩ?Ｓｉ?：?；?Ｓ，??—Ｉ—１￣１＾—１￣＇—１—Ｉ?１?１?１?１?—Ｕ－??２００１?Ｈ?１?＞７ａｂ￣?１?１?１?１?１?１?１?－??°?Ｔ——?＾?????—?－ｆＴ－??－２〇〇ｌ——ｉ?１——Ｉ１—Ｉ——１?１?Ｈ?■?１?１?１?＞—??ｎ＾１＾ｎ??０－?．?Ｉ?＾■—?－??；?ｉ，?：?ｈ??：ｄ＾ＵＪ．，?．．ａ??ｊ?ＩＩＩ?，?Ｉ?＾７ｌ?；?；?Ｉ；?；?，?；?；?ｎ??Ｉ?ｌｌｌｌ＾?Ｉ?＾?Ｉ?；?；?ｉ；＾?，?？?；?｝??ｈ?Ｕ?ｈ?ｈ??（ａ）轻载波形??Ｉ?ｎ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ??丨??ｓ，???Ｉ??２》Ｉ?：?＇?Ｉ??—??－２０〇ｌ??Ｈ?１?１?１?１?１?１?１?１???ｒｒｎｉ＾１?１?＾１?￣￣：１?＾￣￣ｎ??■?ｊ?［Ｉ?Ｉ?１－?－?Ｉ?—?Ｉ?１?Ｉ?■?ｌ?■?Ｉ——－ｍ?１－?Ｌ——??１｜?Ｉ?￣￣Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ??ｏｐＪ＾Ｕ＾ＪＭＷｌＭＩｆＭｍＴＪＵｉｎｎｊｕＴＪｕｒｎｎ＾????」Ｉ?Ｉ?ＩＴ￣￣?，?，?，?，?，?，?＾７，?，??１．５?｜?｜?｜￣｜?Ｉ
【参考文献】：
期刊论文
[1]寄生电容对LLC谐振变换器的影响分析[J]. 俞珊,徐志望,董纪清. 电源学报. 2018(02)
[2]变压器寄生电容对LLC空载稳定运行影响的研究[J]. 岳衡,陈敏. 电源学报. 2013(03)
[3]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)
[4]LLC谐振变换器空载输出电压漂高问题分析解决[J]. 包尔恒. 电力电子技术. 2013(01)
硕士论文
[1]数字控制电动汽车高性能车载充电机设计与研究[D]. 周贺.浙江大学 2016
[2]交错并联LLC谐振变换器的研究[D]. 赵舒博.哈尔滨工业大学 2015
[3]高效率数字电源谐振和同步整流控制策略研究[D]. 李金龙.重庆大学 2014
[4]LLC谐振式变换器的滑模控制策略研究[D]. 刘秦维.浙江大学 2014
[5]车载辅助电源DC/DC变换器的研制[D]. 杨海涛.浙江大学 2014
[6]数字控制全桥LLC谐振变换器的研究[D]. 钱娟.南京航空航天大学 2013
[7]混合控制全桥LLC谐振变换器的优化设计[D]. 潘志杰.南京航空航天大学 2013
[8]LLC谐振变换器PWM控制策略和同步整流技术的研究[D]. 管松敏.南京航空航天大学 2012
[9]宽输入高增益隔离型DC-DC变换器的研究[D]. 陈申.浙江大学 2012
[10]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
本文编号：3591825
【文章来源】：武汉大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．８?Ａ”值对电压增益的影响??
２．２．３等效结电容对增益特性的影响??令负载为３（ＸＬ其他条件保持不变，改变结电容的大小，讨论等效结电容对电压特??性的影响。等效结电容大小从ＯｎＦ逐渐增加至２ｎＦ，电压特性可见图２．９。??根据图２．９所示，黑色曲线代表结电容为０的情况，红色曲线代表结电容最大为??２ｎＦ的情况。图２．９（ｂ）和图２．９（ｃ）表明等效结电容的大小对／＜／ｒ的电压增益基本上无影??响，但在时影响很大。．／５＞／时，随着结电容不断的增大，电压增益曲线在不断的上??翘，且幵关频率升的越高此现象越为突出，并且等效结电容的增加会导致次谐振峰的??前移，恶化轻载工况。因此，根据图２．９可得出结论：二次侧功率管的结电容增大也是??导致轻载输出电压泵升的原因之一。??Ｉ?－?Ｃｊｅｑ＾ＯｎＦ?丨??１５?…一?Ｉ?—Ｃｊｅｑ＝５００ｎＦ?ｆ??Ｃｊｅｑ＝１０００ｎＦ?＇??１４?－????Ａ?｜??—?Ｃｊｅｑ＝１５００ｎＦ?－－??１?Ｃｊｅｑ＝２０００ｎＦ?；??＿??°〇?２?４?６?８?１０?１２??＾?ｘ?１０５??（ａ）等效结电容对输出电压的影响整体图??４５?ｒ?－?－?－?ｒ－…………??
??态：５１、５２、８３、３４、８５和３６。每一种运行状态下如图２．１１所示。??｜［Ｔ｜?ｉ?Ｉ?Ｉ?ｉ?￣Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ??ＩＩ?Ｓｉ?：?；?Ｓ，??—Ｉ—１￣１＾—１￣＇—１—Ｉ?１?１?１?１?—Ｕ－??２００１?Ｈ?１?＞７ａｂ￣?１?１?１?１?１?１?１?－??°?Ｔ——?＾?????—?－ｆＴ－??－２〇〇ｌ——ｉ?１——Ｉ１—Ｉ——１?１?Ｈ?■?１?１?１?＞—??ｎ＾１＾ｎ??０－?．?Ｉ?＾■—?－??；?ｉ，?：?ｈ??：ｄ＾ＵＪ．，?．．ａ??ｊ?ＩＩＩ?，?Ｉ?＾７ｌ?；?；?Ｉ；?；?，?；?；?ｎ??Ｉ?ｌｌｌｌ＾?Ｉ?＾?Ｉ?；?；?ｉ；＾?，?？?；?｝??ｈ?Ｕ?ｈ?ｈ??（ａ）轻载波形??Ｉ?ｎ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ??丨??ｓ，???Ｉ??２》Ｉ?：?＇?Ｉ??—??－２０〇ｌ??Ｈ?１?１?１?１?１?１?１?１???ｒｒｎｉ＾１?１?＾１?￣￣：１?＾￣￣ｎ??■?ｊ?［Ｉ?Ｉ?１－?－?Ｉ?—?Ｉ?１?Ｉ?■?ｌ?■?Ｉ——－ｍ?１－?Ｌ——??１｜?Ｉ?￣￣Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ??ｏｐＪ＾Ｕ＾ＪＭＷｌＭＩｆＭｍＴＪＵｉｎｎｊｕＴＪｕｒｎｎ＾????」Ｉ?Ｉ?ＩＴ￣￣?，?，?，?，?，?，?＾７，?，??１．５?｜?｜?｜￣｜?Ｉ
【参考文献】：
期刊论文
[1]寄生电容对LLC谐振变换器的影响分析[J]. 俞珊,徐志望,董纪清. 电源学报. 2018(02)
[2]变压器寄生电容对LLC空载稳定运行影响的研究[J]. 岳衡,陈敏. 电源学报. 2013(03)
[3]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)
[4]LLC谐振变换器空载输出电压漂高问题分析解决[J]. 包尔恒. 电力电子技术. 2013(01)
硕士论文
[1]数字控制电动汽车高性能车载充电机设计与研究[D]. 周贺.浙江大学 2016
[2]交错并联LLC谐振变换器的研究[D]. 赵舒博.哈尔滨工业大学 2015
[3]高效率数字电源谐振和同步整流控制策略研究[D]. 李金龙.重庆大学 2014
[4]LLC谐振式变换器的滑模控制策略研究[D]. 刘秦维.浙江大学 2014
[5]车载辅助电源DC/DC变换器的研制[D]. 杨海涛.浙江大学 2014
[6]数字控制全桥LLC谐振变换器的研究[D]. 钱娟.南京航空航天大学 2013
[7]混合控制全桥LLC谐振变换器的优化设计[D]. 潘志杰.南京航空航天大学 2013
[8]LLC谐振变换器PWM控制策略和同步整流技术的研究[D]. 管松敏.南京航空航天大学 2012
[9]宽输入高增益隔离型DC-DC变换器的研究[D]. 陈申.浙江大学 2012
[10]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
本文编号：3591825
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/3591825.html
