基于拓展型双曲正切函数的全桥LLC变换器大信号建模方法

连续模型的准确性对于电力电子变换器的特性分析与实时仿真十分重要。由于独特的谐振腔结构,LLC变换器在不同工作频率区间分别以连续电流模式和断续电流模式运行,故而传统方法很难以连续模型实现其多种运行模式的统一描述。为此,该文提出一种基于拓展型双曲正切函数的全桥LLC变换器大信号建模方法。首先,分析各工作频率区间全桥LLC变换器特性,建立一种大信号非连续模型,该模型能够实现LLC变换器多种运行模式的统一描述。然后,构建含陡度因子/脉冲系数的拓展型双曲正切函数,利用其将上述大信号模型连续化,从而建立了全桥LLC变换器的大信号连续模型。基于此模型,连续系统的方法可以被直接应用以实现对变换器特性分析、实时仿真和控制器设计。同时,相比于现有LLC变换器大信号连续模型,该模型具有较低的阶数和更高的精确度。此外,该模型在时域中能够提供次级侧功率器件高准确性的开关信息,便于作为同步整流设计的参考。最后,仿真和实验结果验证了该模型的准确性和有效性。

基于等效电路模型法双向全桥LLC变换器建模

利用等效电路模型法对双向全桥LLC谐振变换器进行数学建模,构建了其小信号模型,给出了双向全桥LLC变换器的电压增益传递函数,并绘画出不同条件下的电压增益曲线。运用PSIM仿真软件对双向全桥LLC谐振变换器进行了仿真和剖析,给出了双向全桥LLC谐振变换器的仿真原理图及其运行在不同开关频率下的仿真波形图,并剖析了不同开关频率下的工作状态,如零电压开通和零电流关断,以检验等效电路模型法对双向全桥LLC谐振变换器进行建模和剖析的正确性。

基于扩展描述函数法的双向全桥LLC变换器建模

文章采用扩展描述函数法对双向全桥LLC谐振变换器进行数学建模,建立了其小信号线性动态模型。并在此基础上完成了补偿网络的设计。最后利用Matlab软件对闭环网络进行仿真分析,实验结果显示通过该数学模型设计的闭环控制系统具有良好的动态及稳态性能,证明了通过扩展描述函数法可较为准确的对双向全桥LLC谐振变换器进行数学建模分析。

基于PFM控制的高效GaN全桥LLC谐振变换器设计

GaN MOSFET作为宽禁带的第三代半导体不仅开关速度快而且导通电阻小,把其用于变换器具有一定的高效性,而LLC谐振变换器作为高效的DC-DC变换器一直被广泛关注。现将GaN MOSFET用作全桥LLC谐振变换器的原边开关管进一步提升变换器的效率,并且通过PFM(变频)控制将变换器的工作频率划分为3个区域,进而找到效率最高的频率点,使变换器以此频率高效运行,文中对全桥LLC谐振变换器进行了参数设计,并基于Plecs和Matlab软件联合仿真验证参数和方案的可行性,搭建硬件平台得到谐振电流、输出电压的实验波形与仿真波形进行对比。实验结果表明,将GaN器件引入全桥LLC谐振变换器后能提高系统的频率及功率密度且最高效率可达96%。

基于GaN全桥LLC谐振变换器交错并联系统的损耗分析

为提高全桥LLC谐振变换器交错并联(FBLLC-SP)系统的效率,且使其理论损耗与实际运行损耗更贴近,对比Cascode型GaN HEMT向系统引入单体增强型GaN HEMT,并将其寄生参数引入到损耗模型中,建立了一种适用于单移相(SPS)开环控制和三移相(TPS)双闭环控制的FBLLC-SP系统精准损耗模型;给出最佳死区时间计算方法,并分析了FBLLC-SP系统在单移相(SPS)开环控制下的理论损耗,提出了不同模态GaN HEMT的暂态损耗和各种通态损耗的精准计算方法;搭建了FBLLC-SP系统损耗模型仿真系统。实验结果表明:本文损耗模型的损耗值比系统实际运行损耗最多高约0.6%,说明本文建立的精细化损耗模型可用于分析系统的实际运行损耗。

基于变压器双电容模型的光伏全桥LLC变换器共模干扰建模分析

LLC变换器因其在全负载范围内可实现软开关,在变换器效率及功率密度等方面优势明显,因而在以光伏发电形式为主的直流微网中得到了广泛的应用。随着碳化硅等第三代半导体器件的渐渐普及,LLC变换器的工作频率越来越高,其高频变压器寄生电容对变换器共模干扰的影响愈发明显。现有针对变压器寄生电容的简化建模主要基于变压器内部绕组结构,使得集总电容模型的解析式较为复杂,不利于工程应用。为此,基于独立电压变量个数推导出一种适用于全桥LLC变换器共模干扰建模的变压器双电容模型,得到了简洁易用的解析计算表达式,且该模型可适配不同结构变压器,具有普适性。在推导的双电容模型的基础上建立了全桥LLC变换器共模传导干扰模型,通过Matlab/Simulink仿真验证了所提双电容模型和共模干扰模型的准确性。

适用于宽输出范围的混合控制全桥LLC电路

提出了一种针对全桥LLC电路的混合控制方法,在低压低功率情况下采用移相控制,高压高功率情况下采用PFM控制,有效地拓宽了LLC的输出范围。对移相模式下的工况、移相频率的选择及控制方法进行了探讨和研究。搭建了一台2.5 kW、输入100 V、输出150~550 V样机,验证了混合控制方法的可行性和有效性。

全桥LLC谐振变换器软启动混合控制策略

针对全桥LLC谐振变换器在启动时会产生很大的谐振浪涌电流,探讨了一种在启动的不同阶段实现变占空比和变频的混合控制策略。在分析了谐振电流的启动工作过程和工作轨迹的基础上,介绍了全桥LLC谐振变换器数字软启动控制策略的具体实现方法。以32位DSP芯片为控制核心,搭建了一台400 W的实验样机。实验结果表明,该数字软启动混合控制策略能大幅减小全桥LLC变换器谐振电流浪涌,且性能优于移相软启动控制策略。

基于基波分析法的全桥LLC变换器建模与仿真

本文分析了全桥LLC谐振变换器的原理,基于基波分析法建立了稳态模型并写出了变换器的直流增益传递函数,使用Mathcad画出了不同情况下的直流增益曲线,并对其进行了特性分析,最后使用saber仿真软件对LLC谐振变换器进行了仿真分析,通过仿真验证了建模的正确性。

全桥LLC谐振变换器的研究

为使直流电源控制系统实现转换效率高、输出范围宽,对全桥LLC谐振拓路结构进行研究。基于全桥LLC谐振电路建立合理的数学模型,此数学模型是一种高阶非线性系统,需要进行近似化处理得到可用的空间状态方程。根据空间状态方程和PI控制原理为直流电源系统设计双闭环控制器。最后在Simulink仿真平台上建立全桥LLC谐振变换器双闭环仿真模型,对仿真结果进行分析。

一种全桥LLC软开关焊接电源

采用变压器的励磁电感,隔直电容,变压器的漏电感和绕制的附加电感构成全桥LLC变换电路,实现一种平特性的软开关全桥焊接电源.结果表明,在整个负载工作范围内,电路工作在两个谐振频率之间,功率开关实现零电压开通,整流二极管的实现零电流关断;整个电路可以工作在更高的开关频率,功率密度高,损耗小,效率高,特别适合在大功率场合.文中讨论了其工作原理,制作3.2 kW焊接电源,并给出试验结果.

基于全桥LLC谐振变换器的光伏逆变器升压DC/DC变换器设计

为了提高光伏并网逆变器中DC/DC升压变换器的效率,并减小变换器的体积,提出了一种基于全桥LLC谐振变换器拓扑的DC/DC升压变换器设计方案,并完成了基于L6599谐振控制器的变换器的主电路和控制电路的设计。实验结果表明,该变换器实现了在全负载范围内主开关管的零电压开通,具有较高的效率,达到了设计要求。

全桥LLC变换器低压输出状态的控制优化

通过分析某电源模块低压输出时的异常工作状态,确认低压炸机的原因,由此对LLC的驱动发波方式进行优化,给反向的谐振电流提供通路,避免MOS管的体二极管进入反向恢复状态,减小低压输出时的开关损耗,从而消除低压重载输出时的炸机隐患.实验证明,优化的控制方式不但能拓宽低压输出的安全范围,解决满载walk in启机的炸机问题,而且对LLC变换器的直流增益曲线没有影响,可直接使用原来的环路控制参数,软件升级后无需新一轮的调试和测试工作.

全桥LLC谐振变换器在宽范围输入下的仿真研究

随着新能源发电的迅速发展,比如光伏发电、风力发电等一些场合对后级的DC/DC变换器提出了宽输入、高效率的要求。而全桥LLC谐振变换器(FB-LLC)由于原边所有开关管均可实现零电压导通(ZVS)、副边二极管均可实现零电流关断(ZCS),整体效率较高。为了满足宽输入的要求,采用变模态控制,当输入电压较低时,采用全桥模态;当输入电压较高时,采用半桥模态。通过对全桥LLC谐振变换器的工作原理进行分析,建立了全桥LLC谐振变换器工作在变模态控制下的增益模型,并通过仿真进行了验证。

宽输入条件下全桥LLC变换器的混合控制策略研究

文中详细分析了全桥型LLC变换器在三种工作模式下的状态轨迹特征,提出了一种宽输入条件下改进的最优轨迹控制策略,并讨论了电路参数选择对控制策略适用性的影响。仿真结果证明了所提策略的有效性。

双向全桥LLC谐振变换器的宽增益混合控制研究

随着储能技术的不断发展,实现储能系统与直流电网能量交互的宽电压增益双向DC/DC变换器得到广泛研究。针对带辅助电感的双向全桥LLC变换器,文章提出一种新的混合控制策略,该策略以谐振频率为切换点,在电压增益大于1时采用变频控制,在电压增益小于1时采用变频+移相控制。混合控制下的变换器电压增益宽,频率变化范围小,在工作过程均实现零电压开通,具有较高的工作效率。最后文章通过设计一台输入75V~130V,输出400V的1kW实验样机验证理论的正确性。

高效全桥LLC谐振变换器混合控制研究

为了优化电荷控制下全桥LLC谐振变换器的效率,提出一种将电荷控制与间歇控制相结合的混合控制。首先,分析了电荷控制与间歇控制的控制原理,然后,根据间歇控制最大输出功率选取切换点,最后,设计了混合控制方法,使LLC谐振变换器能够在重载和轻载下分别工作在电荷控制和间歇控制。通过PSIM软件对混合控制方法进行了仿真验证,结果表明混合控制相比单一电荷控制总体效率提升了2.5%。

双向全桥LLC谐振变换器的数字控制设计与仿真

介绍了双向全桥LLC谐振变换器拓扑与其工作原理,利用基波近似法(Fundamental Harmonic Approximation,FHA)分析了LLC变换器拓扑谐振网络的等效电路模型,并得出全桥LLC谐振变换器的直流电压增益特性。提出了双向全桥LLC谐振变换器的电压环和电流环双环控制技术,LLC谐振网络电流经整流滤波采样后为内环电流环的反馈信号,以便于数字信号处理(Digital Signal Processor,DSP)控制。通过PSIM软件的仿真,仿真结果验证了其可行性和正确性。

一种提高双向全桥LLC谐振变换器反向电压增益的设计及实现

鉴于目前双向全桥LLC谐振变换器反向运行电压增益小于1,设计了一种新型控制策略,使其反向运行时电压增益不仅大于1,而且比原始控制策略下的电压增益更大,且效率更高。该设计在变频控制的基础上加入了移相控制策略,优化了原始控制策略,使用Matlab/Simulink搭建了变换器反向运行的仿真模型。经实验验证,新型控制策略可以进一步提高反向电压增益,证明了所提出策略的可行性。

面向新能源的数字型全桥LLC谐振变换器

为了适应新能源发展的需要,将数字型PWM控制方式应用于全桥LLC谐振变换器。该方式不仅可以解决传统变频控制磁性元件设计与优化难的问题,而且还满足了新能源对DC/DC变换器功能的要求。数字型全桥LLC谐振变换器具有功率密度大、效率高、功能种类多等特点,适用于新能源的发展需求。通过实验验证,该方案可行有效。