多元件功率谐振变换器的小信号模型

本文介绍了一种基于基频分量近似法的小信号建模方法,目的是解决谐振变换器的控制模型问题。文章以一种多元件级联式谐振变换器为例,运用该方法建立其小信号模型,并且在简化分析的基础上得出相应的等效电路和频率响应图。

高压大功率LLC谐振变换器死区时间优化设计方法研究

LLC谐振变换器由于具有良好的软开关特性和电气隔离能力,在近年来被广泛应用于高压、大功率、中/高频电能变换领域。现有的高压器件受开关特性的制约,需要选取较大的死区时间保证电路中开关桥臂的安全可靠工作,从而会对LLC谐振变换器的软开关实现产生影响。主要研究了大死区时间对LLC谐振变换器软开关特性的影响规律,分别从开关管安全工作、结电容放电和反并联二极管续流3个因素出发,定量推导确保全功率范围内软开关实现的死区设置区间,进而提出死区时间的优化设计方法。最后,搭建了基于6.5 kV/250 A IGBT的150 kW大功率电力电子变压器样机,通过分析和测量不同功率等级下LLC谐振变换器的软开关实现情况,验证所提死区时间设计方法的有效性。

多元件谐振功率变换器的分析

本文以级联式LC电压输出谐振功率变换器为分析对象,介绍了一种改进的基波分析法,该方法能相对准确地预测出谐振变换器的稳态运行特性,并能利用这些特性对所需要的谐振变换器进行研究和设计。

高压大功率场合LCC谐振变换器的分析与设计

具有电容型滤波器的LCC谐振变换器十分适用于高压大功率场合,由于具有三个谐振元件,变换器在工作中呈现出多谐振的过程,使得分析与设计繁琐复杂。本文分析了其工作原理,采用基波近似法得到了该变换器的等效交流电路,在此基础上推导了它的数学模型,提出了一种详尽的设计方法,该方法简单、直观并且准确,可以保证所有开关管在全负载范围内实现零电压开关,减小电流应力、轻载环流和开关频率的变化范围。通过一台输入100V,输出16.5kV/230mA,采用变频控制的样机验证了设计的正确性。

LLC变换器中谐振元件的设计

LLC谐振变换器具有开关管零电压开通,整流管零电流关断,适合于宽电压输入等优点,易实现高频化和高功率密度。这些良好性能的实现需要对谐振元件进行合理设计,但其设计过程复杂,是LLC谐振变换器设计的难点和重点。针对这种情况,结合工程软件MathCAD给出了LLC谐振变换器简洁、快速的谐振元件设计流程,并从工业应用角度给出集成了谐振电感的变压器设计等效模型。最后,设计了一台直流输入230～350V,直流输出7 V/30 A的LLC谐振变换器样机,验证了该设计流程的正确性和有效性。

双向全桥串联谐振DC/DC变换器回流功率特性优化

双向全桥串联谐振DC/DC变换器(dual bridge series resonant DC/DC converter,DBSRC)具有控制简单、损耗低等优点,在电力电子牵引变压器场合具有应用前景。然而若系统参数选择不当,会产生较大回流功率,使开关管的损耗增大,系统效率降低。为了降低系统运行时的回流功率,该文分析DBSRC的工作原理及换流过程,利用微分方程得到系统模型,进而总结DBSRC的3种稳态工作模式及回流功率在不同工作模式的表达式。通过优化电压增益(M)、开关频率谐振频率比(F)、谐振回路的特性阻抗(Zr)参数,达到在宽负载范围内降低系统回流功率的目的。最后,构建一个35 kW实验样机,实验结果证明了DBSRC模型的正确性及回流功率特性优化和有效性。

功率谐振变换器及其发展方向

功率谐振变换器是一种基于软开关技术的电力电子变换装置。本文从拓扑结构、开关特性和控制技术等不同角度出发,讨论了谐振变换器的基本结构、特点及运行规律,并且提出了相关的应用领域和今后的发展方向。

基于大功率LLC谐振变换器的中频化辅助变流器

为降低辅助变流器的体积重量,提高功率密度,设计了一种基于大功率LLC谐振变换器的中频化辅助变流器。首先,对中频化辅助变流器拓扑和LLC谐振变换器工作原理进行了介绍,在此基础上对LLC谐振变换器电压增益和频率的设计进行了详细分析,最后进行了仿真和实验验证,为辅助变流器减重增效打下了基础。

高功率LLC全桥变换器谐振网络分析与设计

软开关技术是LLC谐振变换器的一大特点,提高了变换器的效率和功率密度,大大降低了开关损耗,但全桥LLC变换器目前缺少一种实现软开关参数的定量分析计算方法和高效简洁的设计思路.本文在建立LLC全桥谐振变换器交流等效电路的基础上,分析开关频率为2个不同谐振频率时的谐振网络阻抗状态,然后遵循能量守恒对LLC的软开关实现进行公式推导,最后提出利用谐振参数关系式与仿真图形相结合的一种简洁的LLC变换器设计思路.搭建了1台全桥LLC谐振变换器样机,实验结果验证了设计方案的正确性.

集总参数元件阻抗变换器与功率分配器的优化设计

本文改进了集总参数元件阻抗变换器的特性,提出了新型集总元件功率分配器电路及其设计方法。CAD优化结果表明,本方法是行之有效的。

LLC谐振变换器的谐振元件设计

在LLC谐振变换器中,其谐振元件的参数设计对变换器工作性能有着重要影响。为解决LLC谐振变换器存在的谐振网络电压增益非线性变化、轻载时开关频率过大等问题,文章结合变换器的特性分析给出了谐振元件参数设计的一系列约束条件,在此基础上,总结了变换器谐振网络的电感、电容的设计步骤,并给出了变压器参数的选取方法。对一台500 W的LLC变换器的试验结果表明:文中提出的设计方法是可行的,能够达到设计需求。

谐振变换器在电子模拟功率负载中的应用

分析了电路的基本工作原理,阐述了谐振变换器应用于电子模拟功率负载中各主要参数的设计方法,采用UC3879为控制核心,实现了系统的恒流输入控制,试验结果证明系统性能优良,给出了在软开关条件下的实验波形。

功率变换器中磁性元件的小型化研究进展

磁性元件的集成化有望彻底解决功率变换器的小型化问题。文中介绍和评述了微制造技术在集成化变压器与电感器制造中的应用,讨论了相关磁性材料的性能与选择。

基于GaN器件的磁集成LLC谐振变换器的优化设计

为解决电动汽车辅助电源变换效率和功率密度相对较低的问题,提出一种基于改进磁集成变压器的LLC谐振变换器设计方案,修改了磁芯结构,在一个EEE磁芯上同时集成了谐振电感及变压器,减少了磁元件的重量和体积,优化了绕组排布及气隙结构,降低了磁芯饱和度和损耗,并结合GaN功率器件,最终搭建了一台150W的实验样机.实验结果表明,引入GaN器件及磁集成技术,可大幅提高变换器的功率密度和效率,从而验证了所提出设计方案的可行性.

谐振变换器在电子模拟功率负载中的应用

分析了电路的基本工作原理,阐述了谐振变换器应用在电子模拟功率负载中各主要参数的设计方法,采用 UC3879为控制核心,实现了系统的恒流输入控制,试验结果证明系统性能优良,给出了在软开关条件下的实验波形。

一种双极性电流源型功率谐振直流变换器

介绍了一种双极性电流源型谐振直流变换器,该变换器综合了串联谐振变换器和并联谐振变换器的优点,并且克服了各自的缺陷。文章运用经典交流分析法,推导了电流传输增益,同时分析了断续工作模式下的各种开关状态,得出相应的等效电路,并利用仿真结果验证了所做的理论分析。

谐振式无线充电系统功率变换器工作点设置方法

功率变换器的工作点影响无线充电系统的输出功率和传递效率,进而影响系统的传输性能。以SS型磁耦合谐振机构为研究对象,构建系统模型,基于互感理论建立T形等效电路;推导系统功率传输公式,从阻抗传输系数的角度分析接收端功率变换器在单边控制和双边控制下不同充电阶段的工作曲线,给出工作点的确定方法。最后,搭建仿真模型和实验平台,完成工作点理论值、仿真值和实验值的对比,并进行了系统传输特性分析,验证了所提出的计算方法的正确性。结果表明,提出的计算方法可以快速确定工作点且具有通用性,对充电系统的电路结构选择和控制方法设计提供了一定参考。

三电平串联谐振变换器内外管均压方法

三电平串联谐振变换器凭借其三电平半桥结构,具有显著减少功率模块数目进而降低成本的优势,被广泛应用于直流变压器。然而,当三电平串联谐振变换器工作在功率反向传输模式时,换流过程中内外管结电容充电电流不一致会导致开关器件不均压,器件存在过压损坏风险。针对该问题,文中分析了功率反向传输模式下三电平内外管不均压的产生机理,据此提出了在内管两端并联辅助电容的无源均压方法,给出了辅助电容的参数设计方法。进一步,提出了控制内外管时序的有源均压方法,推导得出了内外管时序设计依据。最后,通过75 kW实验平台验证了理论分析的正确性及所提方法的可行性。

基于LLC谐振变换器的大功率LED驱动电源的探讨

LED光源属于第四代绿色照明,自身具有使用效率较高、工作寿命较长、绿色环保性突出等优点,目前在社会生活多个领域得到广泛应用。LED照明调光技术不仅能对基本照明效果进行美化,还能提高能源利用效率。本文对基于LLC谐振变换器的大功率LED驱动电源进行了探讨,提出大功率LED驱动电源设计方案,进一步提高LLC谐振变换器的适用性。

高电压大功率输出的LLC谐振变换器的设计

设计了一种用于DC/DC变换的LLC谐振变换器,介绍了其软开关特性及工作原理,分析了它的等效电路模型。基于高效率、高功率密度的要求,通过研究各参数对电路运行性能所造成的影响,给出最优化的参数以满足变换器的设计要求,通过对半桥LLC谐振变换器建模仿真,实现5kW、580V/400V的DC/DC变换。实验结果表明,设计的LLC谐振变换器工作良好,满足了高效率、低电磁干扰等要求。