LLC谐振变换器的参数设计

对于LLC谐振变换器,谐振网络参数的设计对提高变换器的工作性能有着重要的影响。采用基波分析结合频率仿真的方法,在对LLC变换器的直流电压增益特性、零电压开通条件及谐振网络传输效率进行详细分析的基础上,总结推导出一种简单、高效的LLC谐振变换器的参数设计方法,并给出其具体设计过程。最后,基于所提出的方法设计了具有90%变换效率的300kHz、60W的LLC谐振变换器,实验结果证实了所提出设计方法的可行性。

变频微波炉电源用LLC谐振变换器

研制了一款专为变频微波炉中磁控管供电的高频软开关电源。采用倍压输出式LLC谐振变换器作为该电源的主电路,并用基波分析法建立了其稳态基波等效电路模型;对其直流增益、谐振电流及零电压导通条件等进行了分析,并对高频变压器的电压比、品质因数、励磁电感、谐振电感及谐振电容等核心参数进行了优化设计。仿真和实验表明所建立的稳态电路模型及其理论分析是正确的,给出的谐振网络参数及其优化设计是正确的,这对于分析、研究和改进变频微波炉电源的设计及指导生产具有现实意义。

采用模块化结构的多相多电平LLC谐振变换器

在电动汽车和轨道交通辅助电源等高压大功率场合，开关管电压电流应力较高，功率器件选择困难。为此，该文提出了一种适用于高压大功率场合的模块化多相多电平LLC 谐振变换器。其中，多电平结构使得原边开关管的电压应力仅为输入电压的1/n，多相结构可有效降低开关管电流定额。采用变频控制策略，在宽电压和宽负载范围内，所有原边开关管均可实现零电压开关，所有副边整流管均可实现零电流开关。以3个模块结构为例，分析了变频控制策略下多相多电平LLC谐振变换器的工作原理，通过基波分析法得到变换器的等效电路模型和输入输出电压增益。分别对开关频率低于谐振频率和高于谐振频率两个工作区域进行参数设计，完成一台540~660 V输入、400 V/5 A输出的原理样机，实验结果验证了理论分析的正确性。

双向全桥LLC谐振变换器的理论分析与仿真

将LLC谐振网络引入到全桥双向DC-DC变换器中,提出一种新型双向全桥LLC谐振变换器。该变换器主要由传统全桥双向DC-DC电路和LLC谐振网络组成。该电路可以在全负载范围内实现功率开关管的零电压开通关断和整流环节的零电流开通关断。文中介绍和分析了变换器的拓扑结构与工作原理,并通过仿真验证了理论分析的正确性。

LLC谐振软开关变换器的技术研究

LLC谐振变换器具有效率高和功率密度大的特点,因而在现代开关电源中得到广泛的应用。首先讨论了LLC谐振变换器在各个稳态时的工作原理,然后其在各个频率区域内的工作波形作了比较分析。当开关频率fs工作fr2<fs<fr1区间时,LLC谐振变换器能够实现开关管在全负载范围内的ZVS和整流二极管的ZCS。最后通过仿真实验以及硬件实验验证了理论的正确性。

考虑寄生电容的半桥LLC谐振变换器参数优化设计

含变压器的隔离型变换器易受到寄生电容的影响,降低系统运行的稳定性。针对LLC谐振变换器,建立含变压器寄生参数的等效电路模型,推导电压增益公式。对比无寄生参数和含寄生参数的电压增益曲线,分析寄生电容对选取电感比及其品质因数所产生的影响。在设计参数时考虑寄生电容的影响,分析开关管实现ZVS的条件,推导电感比的计算方法以及品质因数的取值范围。优化设计电感比、品质因数,进而优化各谐振参数。搭建实验样机,验证该优化方法的正确性和可行性。

副边电压应力最小化的LLC谐振型变换器拓扑

提出一种副边电压应力最小化的LLC谐振变流器拓扑,该拓扑除了具有传统LLC谐振变流器拓扑原边开关容易实现全范围的ZVS、副边二极管容易实现ZCS、谐振电感和变压器容易实现磁集成、宽范围等优点外还具有副边二极管的电压应力以及副边电容的电压应力均为输出电压的一半的优点。所以该拓扑非常适合应用于高压输出的直流电源中。文中详细分析了该变流器的演化过程、工作原理和关键参数的设计方法。最后以一个1100W的实验样机验证了该拓扑的可靠性和实用性。样机的满载效率达到96％以上。

新型LLC谐振变换器的分析与设计

针对多数文献对LLC谐振电路工作原理阐述的不够详细和贴近实际,详细阐述了LLC谐振电路的工作原理。该拓扑采用固定死区的互补调频控制方式,利用变压器的漏感和励磁电感,通过与谐振电容产生谐振,实现零电压开关(ZVS)。结果表明,LLC谐振变换器具有转换效率高、EMI小等诸多优点,更适合开关电源的高频化和高效率的要求。

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.

一种磁集成全桥LLC软开关焊接电源

采用绕组绕制在EE型磁芯侧柱上的方法设计高频变压器,通过适当的绕组和气隙设计,使得高频变压器励磁电感和漏感满足LLC谐振电路参数的要求,LLC谐振槽中的两个谐振电感和变压器可以集成在同一磁芯上,减少变换器磁性元件个数,磁集成变换器可以提高效率,提高了变换器功率密度;同时,LLC磁集成焊接电源在整个负载工作范围内,实现原边开关管零电压开通,副边整流管实现零电流关断,降低损耗.在此基础上,研制2.5k W输出平特性的软开关全桥LLC磁集成焊接电源试验样机.结果表明,磁集成技术提高了系统性能.

双向LLC谐振变换器谐振电感磁集成方案

双向LLC谐振变换器实现了能量的双向流通,变换效率高,被广泛应用于新能源领域。但其变压器原副边各有一个谐振电感,增大了变换器体积,不符合高功率密度的发展要求;同时,磁性元件的增加会降低整机效率。针对上述问题,详细分析了双向LLC谐振变换器的工作原理以及主要工作波形,选择合适的方案对2个谐振电感进行磁集成设计。在确保变换器正反向都能实现ZVS的基础上,将2个谐振电感进行了磁集成。最后搭建了一台48~400 V/1 kW的实验样机,验证了理论分析的正确性。实验结果表明该集成方案在不影响变换器工作特性的基础上,有效减小了变换器体积,提高了变换效率。

主回路电流有效值最小的LLC参数优化设计

提出了一种适用于LLC倍压谐振变换器参数设计方法。首先,推导出了LLC倍压谐振变换器主回路谐振电流峰值和有效值表达式,分析了LLC倍压谐振变换器的ZVS导通条件,建立了变换器优化设计模型。然后,利用MATLAB优化设计方法对LLC电路进行了优化设计。最后通过Pspice仿真实验验证了优化方案的可行性。

LLC谐振全桥变换器在交流传动电力机车充电机中的应用

用于交流传动电力机车的大功率蓄电池充电机的工作效率要求在90%以上,采用硬开关技术的开关电源难以达到要求。文章将LLC谐振全桥变换器应用到交流传动电力机车充电机中,分析了该变换器的工作原理,提出了一套完整的谐振参数设计方法,并结合SG2525调频控制技术,设计了一款容量为3.5kW的LLC谐振全桥变换器。实验证明该变换器工作稳定,在全输入和全负载范围内都实现了开关管的ZVS,保证电路在高频下的高效运行,达到了交流传动电力机车充电机的要求。

电动汽车直流充电系统LLC谐振变换器软开关电压边界分析

LLC谐振变换器以其优异的性能被广泛应用于电动汽车直流充电领域。针对电动汽车宽输出电压范围、高转换效率的充电需求,该文对直流充电模块后级全桥LLC谐振变换器软开关运行的输出电压边界进行了分析。零电压开通(ZVS)上边界处,变压器励磁电感参与谐振,其二次侧等效峰值电压与负载电压相等,整流二极管临界导通;ZVS下边界处,谐振电流与谐振腔的输入电压同时过零,LLC谐振变换器运行于临界感性区间。该文利用时域分析法详细分析了变换器ZVS上下边界处的工作状态,计算出变换器软开关运行所允许的输出电压范围,揭示了变换器的软开关特性与工作频率、谐振参数之间的关系,为变换器的参数设计和变频控制提供了理论指导。最后,通过仿真和实验对理论分析进行了验证。

LLC半桥谐振电路设计方法和优化方案

近年来随着液晶电视(LCD TV)等市场迅速增长,应用于其空间和散热有限的开关电源的市场也随之快速发展。这些开关电源要求具有较高的功率密度和平滑的电磁干扰(EMI)信号,并且所需要的电子元器件数量少、效率高。虽然在这方面可选的DC-DC拓扑众多,但是LLC半桥谐振电路在满足以上要求拥有独特的优势。本文主要介绍LLC半桥谐振电路的设计方法和优化方案,可使MOSFET工作在其最佳工作区域——软开关,有效地改善了电磁干扰。

LLC谐振变换器特性分析及关键参数设计

针对LLC谐振变换器增益公式复杂、谐振参数设计困难等问题,详细分析电路的工作过程,给出参数设计的约束条件,简化了参数设计要素,最后在合理的谐振参数下通过实例进行了验证.实验结果表明,LLC谐振变换器能够实现开关管的零电压开通,同时能够有效抑制整流二极管的反向恢复特性,实现次级的零电压关断.

宽输出LLC谐振变换器的定频PWM控制策略

传统频率控制的LLC谐振变换器不适用于宽电压范围的应用场合,且存在较大的循环电流而难以实现高转换效率。为了解决这些问题,提出一种简单的定频PWM控制策略,谐振变换器的后桥臂通过固定的开关频率控制,开关频率等于谐振频率;前桥臂采用PWM控制,将谐振网络的输入电压转换成多电平电压,谐振变换器实现2倍的电压增益调节范围。在这种控制方式中,增益范围独立于负载和励磁电感,可以简化谐振参数设计,通过设计较大的励磁电感减小电路的传导损耗和开关关断损耗,提升转换效率。仿真结果表明:谐振变换器可以实现宽输出电压,该控制策略降低了循环电流和关断电流。最后,通过实验验证了所提控制策略的可行性。

一种用于高压钠灯的LLC移相控制研究

针对传统电子镇流器LCC谐振电路启动控制过程复杂且损坏开关器件问题,提出了适用于高功率、高强度气体放电灯的半桥并联LLC谐振逆变器的启动方法.该方法通过扫频逐渐靠近谐振频率点,获得点火电压使高压钠灯得以启动;利用两个逆变器的驱动信号之间的相位变化来调节输出负载功率,可以使高压钠灯在使用过程中实现调光.仿真结果表明,这种设计简化了传统LCC谐振电路的控制流程,在稳态工作期间可实现开关管零电流导通(ZCS)、零电压关断(ZVS).

LLC谐振变换器谐振参数优化设计

LLC谐振变换器拓扑具有结构简单、效率高、功率密度大、集成化便利等优势,在中大功率直流电源中被广泛应用,但谐振过程较为复杂。采用单向LLC谐振变换器基本拓扑,提出LLC谐振参数明确的优化设计方法。通过实验样机在开环调试下,得到欠谐振和过谐振状态下的实验波形,通过变压器一次侧开关管零电压开通(ZVS)和二次侧整流管零电流关断(ZCS)及直流增益的实现,验证谐振参数优化设计的合理性和普遍适用性。

基于LLC+LC双谐振变换器的电除尘高频电源设计

针对变频控制的LLC多谐振和准谐振变换器易受频率影响而难以在全范围内实现ZVS导通的问题,提出了一种基于LLC+LC双谐振变换器的电除尘高频电源设计方案,在LLC谐振变换器基础上增加LC辅助谐振变换器,通过硬件电路的设计,完成全桥逆变器、高频变压器和倍压整流器参数计算和器件选型,再进行控制系统软件设计,试验结果表明,输出电流波形近似正弦波,开关器件能够全范围内实现ZVS导通和近零电流关断,同时系统的转换效率高达97%,为高效率电除尘电源设计和研制提供技术参考。