基于虚拟阻抗的LLC谐振变换器并联均流控制

近年来,LLC谐振变换器因其优越的性能得到了广泛的应用。LLC谐振变换器并联结构对于低压大电流的场合十分适用。但是难点在于模块间的均流,谐振网络参数的微小差异就可能引起较大的模块电流不平衡。从阻抗的角度出发,利用虚拟阻抗来模拟谐振网络串联阻抗,通过该串联阻抗来调整等效输出阻抗,从而获得均流特性的改善。以两路并联LLC模块为例,给出基于虚拟阻抗的控制框图和实现方法。最后,利用DSP数字控制,搭建一台400V输入、12V/80A输出的两路并联LLC谐振变换器原理样机,实验结果表明,所提控制方法可在全负载范围内将输出电流不平衡度减小在5%之内,验证了该方法的有效性。

LLC谐振变换器轻载下电压增益失真的研究

首先对轻载运行下的LLC谐振变换器输出电压增益失真现象进行分析,并通过对考虑分布电容的LLC变换器进行建模仿真分析,得到考虑分布电容时的变换器电压增益曲线。针对轻载下的增益失真现象,给出了4种措施加以改进。最后,通过制作一台12 V/20 A的LLC变换器样机,验证了分析设计的合理性。

高频感应加热电源LLC负载参数设计方法的研究

在分析高频感应加热电源LLC负载特性基础上,提出了一种估计品质因数参数设计方法并进行了仿真验证。仿真实验结果说明此参数设计方法设计的参数可以使负载在特定频率下发生谐振,得到最大功率输出。

LLC负载超高频谐振逆变器并联特性研究

针对LLC负载1 MHz超高频感应加热电压型谐振逆变器并联运行中,串联不同电感时逆变器的工作特性进行了理论分析,探究逆变器换流角度以及LLC品质因数的变化,对逆变器输出电压存在差异时换流角度的变化进行了研究。得出1 MHz的电压型谐振逆变器在存在电感差异、电压差异时换流角度是较小的,可以保证逆变器工作在小感性换流状态。最后通过MATLAB/Simulink仿真实验验证了理论分析的正确性,并对仿真结果进行了综合分析。

LLC谐振型软开关直流变压器的研究与实现

直流变换器分为输出稳压的直流变换器和输出电压不调节的直流变压器两种基本类型。LLC谐振变换器是一种实用的软开关直流变换器,研究的重点集中在输出稳压形式——输出稳压的LLC谐振变换器。通过对LLC谐振型直流变压器的增益特性曲线的分析,提出了LLC谐振型软开关直流变压器的设计方法,并完成了对优化设计具有指导意义的直流变压器的增益和效率的负载特性分析。最后,研制了一台LLC谐振型直流变压器样机,实验结果表明了设计方法和负载特性分析的有效性和准确性。

基于LLC谐振变换器的PFM与PWM混合控制策略研究

针对LLC谐振变换器轻载时,变换器随着开关频率的增加,与全载高效率相比难以提高轻载工作效率的缺陷问题,提供一种PFM与PWM控制相结合混合控制策略,轻载时采用PWM控制模式,满载时采用PFM控制模式,两种工作模式可以自由切换,实验结果验证LLC谐振变换器在轻载和满载范围内可以实现软开关,提高LLC谐振变换器工作效率。

离子推进器屏栅电源稳压控制方法研究

为了解决离子推进器屏栅电源在负载突变过程中产生的过压、过流等问题,对LLC谐振变换器采用移相-变频控制(PS-PFM)稳定输出电压,当采样电压低于设定值下限时,进入变频控制模式,当采样电压高于设定值上限时,进入移相控制模式。实验证明,相比于常用的调频控制,移相控制的加入能够解决轻载或空载模式下的电压飘高问题,通过PID参数的调整,可以实现负载跳变时的稳定快速调节,使输出电压保持在设定值;通过PCB布局与磁性元件优化设计,所研制的原理样机在额定情况下效率高达98.9%,功率密度可达6.47×10^(6)W/m^(3),在同等级的电源产品中具有优势。

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

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。

LLC谐振变换器轻载输出电压稳定性研究

LLC谐振变换器在实际应用中,轻载输出电压稳定问题是普遍关注解决的难点问题。对特定条件下增益-频率不单调和变压器副边电压振荡两种常见导致轻载/空载输出电压失调的原因进行分析,提出实用化解决方案并进行了实验验证。另外,分析常见采用打嗝模式解决轻载输出电压稳定问题时纹波较大的原因并提出解决方案和进行实验验证。

基于简化最优轨迹的LLC谐振驱动器控制研究

LLC谐振驱动变换器被广泛应用于机械设备中,为了改善LLC谐振变换器动态特性,简化其最优轨迹控制的复杂性和克服线性控制的有限性。提出了一种新的简化最优轨迹控制。稳态时,通过线性控制器调节开关频率来控制输出电压;当负载上升或下降时,通过监测负载电流瞬态值,做出逻辑决策,即时依据状态平面分析,计算脉冲宽度变化,使能简化最优轨迹控制,以遵循最佳轨迹。所提控制方案在FPGA控制实验平台中得到实现,实验结果表明,所提控制方法显着提升了LLC谐振变换器的动态性能。

交错并联双向LLC谐振变换器的通道控制分析及最佳换相点的研究

LLC谐振变换器以其结构简单、效率高、器件电应力小等优点得到广泛应用。随着电源输出功率的不断提升,为了克服变换器的导通损耗大,输出电流和输入电流的纹波增大以及在全负载范围内不能高效率输出的缺点,提出通道控制技术。以交错并联双向LLC谐振变换器为例,分析了变换器中的各部分损耗,继而用Matlab三维绘图工具绘制出各部分损耗的主次关系,再用数值计算法和仿真法求解对应的换相点电流。最后通过实验验证理论分析的正确性。

LLC负载电压型谐振逆变器并联的阻抗分析

逆变电源容量的提高常采用多管并联或负载侧高频变压器并联的方式来实现,而负载采用电感电容串并联(LLC负载)形式的多个电压型谐振逆变器的并联,可以有效提高电源输出功率。针对LLC负载多个电压型谐振逆变器并联电路,对其进行稳态阻抗分析,通过仿真分析给出最大输出功率时的最佳匹配电感比与并联逆变器个数比例(β/N比),并通过实验进行了验证。结果表明,所提方法对提高和调节电源容量、简化功率调节过程,提供有效的设计参考价值。

引入分时控制的LLC双频感应加热电源系统设计

设计并采用了基于LLC负载谐振技术的双频感应加热电源拓扑，采用分时控制策略，利用开关管的通断进行中高频自主切换，实现了双频电流输出。文中给出了详细的电路设计方案与参数设计原则，为进一步验证电路拓扑与控制策略的有效性，在理论分析的基础上，构建了完整的仿真模型与实验样机，仿真与实验结果表明该电源系统可有效实现负载电流的双频切换，双频作用时间可调，实现了感应加热电源的低成本和小型化，为双频感应加热电源的设计提供了工程参考。

提高LLC谐振变换器轻载效率的改进型间歇控制

间歇控制可提高LLC谐振变换器的轻载效率,但存在效率提升效果有限和输出电压纹波大的问题。为解决此问题,提出了一种改进型间歇控制方法。该控制方法在工作时间内将驱动脉冲数固定为3个以获得最优运行轨迹,而关断时间的长短则通过电压环自动调节。所提方法使得变换器在能量传输阶段始终运行在最佳运行轨迹上,从而进一步提高了轻载效率,减少工作脉冲数,有效降低输出电压纹波。对改进型间歇控制方法的原理分析、参数设计及具体实现方式进行介绍,并研制了一台300 W样机。实验结果表明,样机在间歇模式运行段内效率平均提升5.2%。

新型LLC谐振负载感应加热电源移相控制研究

为了提高电源效率,使电源输出额定功率,采用静电耦合的方法设计LLC谐振负载实现负载匹配,分析了LLC谐振负载的特性和负载匹配实现的原理以及感应加热电源控制变量的选取。另外,在LLC谐振负载的基础上,针对感应加热电源移相调功时,具有较大的开关损耗问题,提出了一种新型LLC谐振负载感应加热电源拓扑结构,该结构下逆变器开关器件基本上都能够实现软开关,给出了移相调功的工作原理和输出功率的分析计算,并通过仿真,验证了理论分析的合理性。

变压器寄生电容对LLC空载稳定运行影响的研究

由于寄生参数的影响,LLC空载运行存在不稳定问题。针对变压器寄生电容对LLC空载稳定运行的影响,对副边采用铜带绕制变压器的寄生电容进行了建模,通过比较建立的模型和实验测量变压器的阻抗特性,验证建模的正确性。最后采用了一种有利于空载运行的变压器结构,并在一台500W样机上进行了验证。

基于移相控制的LLC感应加热电源的研究

为实现串联谐振负载匹配,在电压型串联谐振感应加热电源的基础上,设计了一种适用于大功率高频感应加热的LLC拓扑结构。即在谐振回路中加入匹配电感,通过调整参数达到负载输出功率匹配的目的;采用负载频率跟踪技术与全桥移相脉冲宽度调制PWM功率调节方法相结合的控制方案,根据LLC谐振回路的特性,将输出电压和电容电压相位角作为锁相环控制变量。仿真及实验证明,这种拓扑方法相对于传统的LC串联谐振拓扑,更能满足高频大功率调功应用的需求,且移相控制使逆变器工作在软开关状态,降低了电源在高频工作时的开关损耗。

半桥LLC谐振变换器的特性分析

介绍半桥LLC谐振变换器的工作原理,根据基波分析法(FHA)对LLC谐振网络进行了建模。并对半桥LLC谐振变换器的特性进行了分析。半桥LLC谐振变换器以其具有较高的功率密度和平滑的电磁干扰信号,而且解决方案元器件数量少,性价比高等优点被广泛应用于中高输出电压变换器。这种拓扑结构适合于负载输出较宽开关频率较高的应用。

半桥三电平LLC谐振变换器的轻载控制策略

半桥三电平LLC谐振变换器(HBTL-LLC)具有开关管电压应力小、效率高等优点,通常将移相控制策略引入LLC控制以提高输出电压的调节范围,但随着负载变轻,该控制策略下的变换器输出电压增益曲线发生偏移。针对这个问题,在考虑变换器整流二极管寄生电容的情况下,详细分析了轻载增益不能有效调节的原因,并提出了半桥三电平LLC谐振变换器的一种轻载控制策略,能够在轻载工况下实现软开关以及输出电压低纹波。设计了一台7.5kW的样机,验证提出的轻载控制策略的可行性。

并联全桥LLC谐振变换器直流母线电压控制方法

为了解决并联全桥LLC谐振型DC-DC变换器直流母线电压控制问题,提出了一种基于半桥/全桥结构切换的控制策略。在轻载的工况下通过改变开关管驱动信号,将全桥LLC转化为半桥LLC,解决了在光伏储能微电网中直流母线电压无法精确控制的问题。同时利用电压死区控制器和电流死区控制器,达到直流母线电压控制和两路并联均流的效果。为了验证方法的正确性和有效性,利用7 k W样机进行了实验验证。结果显示,该方法有效降低了电压纹波,缩短了负荷投切时的电压调节时间,并实现了两路并联均流。