单级三相PFC+变压器串并联DC/DC变换器研究

为满足电动汽车车载充电机大功率输出需求,设计了一种单级三相功率因数校正(PFC)+变压器串并联DC/DC变换器。该变换器将三相PFC拓扑和移相全桥拓扑合二为一,采用变频控制,实现了输入PFC、桥臂开关管零电压开关(ZVS)开通和输出电压可调。变压器采用初级绕组串联、次级绕组经全桥整流加电感滤波后再并联的策略,实现了功率拓展及功率自动均衡。分析了变换器工作原理,根据实验技术指标介绍了参数设计和器件选取,分析了变压器在此结构下功率自动均衡原理。最后,设计实验样机验证了其有效性。

单级三相PFC+DC/DC变换器控制系统分析设计

基于TAIPEI整流滤波电路和移相全桥电路,所衍生的新型单级三相功率因数校正(PFC)+DC/DC变换器,因其全负载范围内的桥臂开关管零电压开关(ZVS)导通、高功率因数和高效率等优点受到了广泛关注。在此通过详细分析该新型拓扑PFC原理,推导出母线电压和输出电压相应的控制公式,基于此提出一种简单可行的频率脉宽调控输出电压+移相滞环调控母线电压的控制策略,并提供了相应的数字程序处理框图,有效地解决了由于母线电压和输出电压耦合性造成的双闭环控制难题。最后通过仿真和实验平台搭建,验证了所提出的控制策略的有效性。

基于LLC拓扑的宽电压输出车载电源研究

针对电动汽车车载DC-DC变换器的设计问题,对车载DC-DC变换器的宽范围应用需求进行了分析,总结了使用LLC拓扑设计宽范围DC-DC变换器的面临的问题,传统的基波分析法设计理论在宽范围DC-DC变换器中引起的误差很大,通过空载的LLC增益分析对其进行了验证。提出了一种结合基波分析法的限制条件与仿真的新设计方法,使得增益分析的误差大大减小,且对效率优化十分有效。最后搭建了一台2 k W的实验样机对理论分析进行了验证,并根据所提出的设计方法给出了电路关键参数的设计流程。研究结果表明:所设计的样机在10%~100%负载下均能实现软开关,且最高效率达到97.1%。

实现损耗均衡的新型相移控制策略的研究

针对全桥电路采用传统相移控制时,主桥臂上的损耗一直高于相移臂上损耗的问题,为了实现移相控制时主桥臂和相移臂上损耗的自动均衡分配,对相移臂和主桥臂的周期性功能切换做了研究,提出了一种基于数字信号处理器的新型数字移相控制的方法,使得在两个输出周期内全桥电路开关管在主桥臂和相移臂功能之间可以实现自动切换。为了验证新型移相控制方法的可行性,在搭建的150 k W全桥感应加热电源样机平台上对新型移相控制方法做了测试,并采用新型移相控制方法在满功率下对各个开关管的开通和关断电流情况做出了对比和分析。研究结果表明,该新型移相控制方法较好地解决了传统相移控制时电路存在的桥臂损耗不一致的问题,同时可以实现传统移相控制的所有功能。