一种可控谐振电感的半桥LLC电路及其控制

本文提出了一种可控谐振电感的半桥LLC电路,根据输出电流的大小调节谐振电感的感量,从而改变谐振腔的参数,使得开关频率基本维持恒定,同时缩小了LLC变换器轻载打嗝范围,这确保变换器在宽功率范围输出时无噪声,并且具有优良的输出特性。论文详细分析了可控电感的磁路、控制方法以及LLC变换器的工作原理和工作过程,对所提出电路及其控制进行了计算机仿真,并设计了一台输入为740 V,输出为420 V,满载功率为1.8 kW,输出功率范围为10%~100%的样机。计算机仿真与实验结果表明,通过调节谐振参数,使得开关频率基本恒定在140 kHz,在整个功率输出范围内变换器都未进入打嗝模式,输出电压特性好。与传统的LLC电路相比,该电路具有高的转换效率。

地铁车辆辅助变流器LLC谐振变换电路优化设计

提出了一种地铁车辆辅助变流器LLC谐振变换电路的优化设计方法,以LLC电路损耗最小及其全负载范围内实现ZVS(零电压开关)为设计准则,针对工程应用中IGBT结电容随负载和温度变化以及死区时间精度不可控等因素,给出了解决思路和设计方法,并研制了一台试验样机。仿真和试验结果验证了该设计方法的正确性和实用性。

LLC谐振式电路的研究与仿真设计

文中对LLC谐振电路的拓扑结构及其工作原理进行了分析;通过基波分析法求解出电路的直流增益,并利用MATLAB绘制出电路的直流增益曲线图。以此为依据求解出3 kW开关电源的谐振腔与变压器参数。最后通过Saber仿真软件验证了设计的有效性;得出LLC谐振电路能够实现零电压开通以及零电流关断,有效提高开关电源的工作效率。

LEDLLC谐振驱动电路特性分析与设计

为提高LED负载驱动电路的转换效率、可靠性以及恒流性能,提出了一种采用LLC谐振电路和基于LM3404HV的高集成度恒流模块相结合的驱动电路,侧重讨论了LLC谐振电路的ZVS、空载与短路特性以及恒流电路,并根据理论设计了实验样机,通过样机的实验测试,验证了该LED负载驱动电路的可行性与可靠性.

基于半桥三电平变换器LLC谐振参数的分析设计

在LLC谐振电路中,为了计算谐振元件Lr、Lm、Cr的参数值,以应用在电动汽车充电桩上的半桥三电平LLC谐振电路为研究对象,分析该电路的工作机理,并采用每对开关管关断时间错开,一只先关断,另一只后关断的控制策略,从而实现电路工作在零电压关断工作状态,达到减少开关损耗和实现软开关的目的。基于基波分量简化建模法对该电路建立数学模型,经过理论推导,得出应用于半桥三电平电路中的LLC谐振元件Lr、Lm、Cr的参数设计方法。设计了一款输入电压为600～750 V,输出为750 V/20 A的样机,验证了上述理论分析的正确性和设计方法的合理性。

多相并联LLC电压型谐振逆变电源控制与调节

目前,逆变电源的相移控制一般应用在单个逆变器中,而逆变电源容量的提高常采用多管并联或高频变压器并联的方式实现。提出了一种控制、调节逆变电源并提高其输出功率的新方法。该方法通过控制多个逆变器间的相移来有效控制和调节逆变电源的输出功率,同时通过多相并联电感-电感-电容(LLC)电压型谐振逆变器来提高逆变电源输出功率。推导出了不同相移控制下各相逆变器输出电流、输出有功功率及负载电流和电源效率的计算公式,并对不同相移时逆变器输出有功功率、无功功率和负载功率进行了仿真分析,同时设计了两相并联相移控制LLC电压型谐振逆变电源实验样机,进行了实验验证。仿真和实验结果表明,所提出的新方法能有效控制和调节逆变电源的输出功率,提高电源容量,简化功率调节过程,降低开关损耗,从而提高系统效率。

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。

LLC固态感应加热电源研究

高频感应加热电源一般采用高频变压器进行负载匹配。变压器成本高、体积大,不利于电源小型化。为提高电源利用率,获取最大功率,利用静电耦合方式代替高频变压器,实现负载匹配。对三阶谐振(LLC)电路进行特性分析,并利用改进型脉冲密度调制(PDM)方法来调节功率输出,降低了功率半导体器件的开关损耗。采用电容电流作为锁相控制变量进行频率跟踪控制,避免了因控制量过小而失锁的问题。仿真结果表明,LLC电路经过合理的参数设置,可以取代高频变压器,实现负载匹配;结合改进型PDM控制方式,可使逆变器输出电流更加均匀。LLC电路在高频感应加热电源领域具有很大潜力。

MOSFET寄生参数对LLC谐振变换器性能影响研究

针对MOSFET寄生参数对LLC谐振电路性能的影响,首先对MOSFET的寄生电容进行等效分析,基于该等效模型,分析在LLC谐振变换电路中,寄生参数的存在对电路各个阶段过程的影响;接着对由于寄生参数引起的非线性特征,基于Angelov模型进行建模,并对该模型在直流电路中的影响进行分析。最后在MATLAB下建立了LLC谐振电路模型,在仿真模型中考虑了寄生参数的影响。仿真结果表明,建立的等效模型可以较好地反映MOSFET器件的工作特点;同时,由于寄生参数的存在,LLC谐振电路的输出增益和谐振频率都会受到影响,其中尤以对谐振频率的影响较大。

高频隔离型电动汽车快速直流充电器研究

研究了一种新颖的高频隔离型电动汽车快速充电直流变换拓扑结构,在传统移相全桥变换器基础上加入简单的辅助网络实现移相全桥ZVZCS,为确保滞后桥臂实现ZVS,将移相全桥ZVZCS结构与半桥LLC谐振电路通过共享滞后桥臂相结合构成混合全桥-半桥电路,变换器以串联形式输出,由PWM移相来控制。论述了为改善传统移相全桥ZVS电路缺陷已提出的一些改进型结构,详细分析了所提出的混合型变换器的工作原理和工作特性,最后研制了15 kW的实验样机,验证了该结构的正确性和优越性。

200 W全数字开关电源设计

通过采用无桥PFC和半桥LLC谐振变换器作为数字开关电源的主变换拓扑,基于STM32系列微控制器的全数字控制PFC和DC-DC变换器,首先对数字化开关电源方案进行对比,然后阐述了200W数字开关电源整体方案,并对数字开关电源的无桥PFC和半桥LLC变换器进行系统研究。

一种混合调制型三路输出DC-DC变换器

提出一种基于LLC谐振电路和移相全桥电路的混合调制型三路输出DC-DC变换器,根据LLC谐振电路与移相全桥电路不同的调制原理,采用脉冲频率与移相混合的调制方式实现三路输出的调节。该文提出的变换器可以等效成一个输入并联-输出串联结构的LLC谐振电路和两个移相全桥电路,由于LLC谐振腔的存在,开关管可以在全负载范围内实现零电压软开通;移相全桥电路的辅助电感无需特别设计,可以减小由辅助电感引起的占空比丢失的问题。本文对提出的变换器的工作原理与工作特性进行了详细的分析,并通过一台输出功率1.4kW的原理样机,验证了所提出变换器的有效性。

用于系留式无人机高变比谐振变换器设计

系留式无人机可应用于高空基站、边界巡视等特殊领域。针对系留式无人机供电系统高变比、大功率的特殊需求,提出了基于四变压器的高变比谐振变换器拓扑,通过原边串联、多模块副边并联可有效提高其功率密度,四变压器谐振网络可实现软开关及高变比设计需求。基于PSIM软件搭建的仿真模型验证了理论分析的可行性。

基于STM32F051控制的太阳能并网发电系统设计

设计了一种1kW太阳能并网发电系统,主要包括前级DC/DC升压模块和DC/AC逆变模块,整个控制的核心芯片采用ARM系列的STM32F051。前级DC/DC升压模块,主要利用全桥LLC谐振电路实现了前级电压的泵升,为后级提供了稳定的电压;后级DC/AC逆变模块,主要利用单相电压型逆变电路,其逆变控制系统采用SPWM电压电流双环控制,使并网电流与电网电压同频同相。在MATLAB/Simulink仿真环境下对全桥LLC谐振电路和单相全桥逆变电路进行仿真,得到了谐振网络两端电压、谐振电流以及电网电压、并网电流的仿真结果,为今后太阳能并网发电系统的改进和优化提供了依据。

一种高效率软开关充电机的研究

针对充电机输出电压范围宽、不能在全输出范围内实现高效率的特点,提出了一种软开关充电机。前级采用无桥PFC电路,实现了功率因数校正及中间母线电压的快速控制;后级采用高效率的全桥LLC谐振电路,实现了开关管的零电压开通(ZVS)和整流二极管的零电流关断(ZCS)。在固定中间母线电压时,LLC谐振电路在输出高压或低压时工作在远离谐振频率点而存在效率偏低的缺点,提出了据输出电压来动态调节中间母线电压的控制策略,减小了频率变化范围,提高低压和高压输出时的效率。最后通过一台AC 120 V输入,母线电压DC 200~240 V,输出DC 130~200 V的充电机样机。实验测得充电机额定运行下的效率为91.8%;通过动态调整母线电压测得在130 V输出时整机效率从87.4%提高到90.1%,200 V输出则从89.3%提高到91.0%。

大功率直流快充充电桩关键技术及性能测试

充电效率不高是制约电动汽车发展的一个主要障碍。在新能源汽车蓬勃发展的背景下,研发大功率直流快充充电桩成为热门课题。本文设计的一款直流充电桩,主要由前级AC/DC变换电路和后级DC/DC变换电路组成,前者又包括了2个三相VIENNA整流电路,以满足直流充电模块大功率要求;后者则包含了2个全桥LLC谐振变换电路,以满足直流充电模块高效率要求。在介绍大功率直流快充充电桩关键技术的基础上,对该充电桩的性能进行测试,达到了理想预期,具有实用价值。

一种抑制LLC电路低频burst噪音的方法

LLC谐振电路由于其高效率、高功率密度与简单的电路结构被广泛应用于各种场合。在轻载或者空载情况下,为了保证工作效率、减小功耗,LLC电路一般使用burst模式工作。然而因为开关动作不连续,burst模式可能会引起人耳可以听见的噪音。一般的噪音来源于burst的频率进入人耳听觉范围(20Hz-20kHz),但在实际工作中,低于人耳听力范围的burst频率仍然会有噪音的产生。本文针对低频的burst产生的噪音进行分析,确定噪音来源,并提出间断启动的方法来消除噪音。最后在实验中验证该方法的可行性和实用性。

大功率低频无极灯电源

低频无极灯工作频率为230～250kHz,其电源主要由EMC滤波电路、整流电路、功率因数校正电路(APFC)、LLC(准)谐振半桥逆变电路、相关保护电路及辅助电源电路等组成.本电源EMC电路采用两级滤波方式,功率因数校正控制采用L6563,LLC(准)谐振半桥控制采用L6599实现.本文主要介绍低频无极灯电源的组成及相关功能电路的原理及设计,给出200W低频无极灯电源的相关实验波形.最后提出提高产品可靠性、实现产品小型化等改进措施.

级联双向变换器在多能源变流器中的应用

纯并网型分布式发电已不能满足用户降低用电成本的需求,多能源变流器(multi-source converter,MSC)作为分布式发电的有效组织和管理装置,正逐渐被用户接受,其中,蓄电池用双向变换器作为核心部分,需满足宽电压输入、高升压比及隔离、高转换效率等技术要求,是MSC设计的难点之一。该文基于buck/boost双向电路和双向LLC电路级联方案对蓄电池用双向变换器进行了设计,首先对拓扑组合和工作原理及其特点进行了分析,并推导了谐振频率下双向LLC电路的小信号模型;然后,结合电压、效率等指标,对变换器的中间电压、LLC谐振网络等电路参数进行了优化设计;最后,采用实验验证了该级联双向变换器设计的正确性与可行性。

磁集成平面变压器的设计

本论文介绍一种磁集成平面变压器的设计,该变压器是把粘结胶和磁粉按一定比例配成磁胶,配好的磁胶灌入变压器初次级绕组中间,以增大变压器绕组的漏感值,利用漏感来替代谐振电感,集成于变压器中。谐振电感的大小可以通过调节磁胶的磁导率、磁胶的厚度、磁胶的面积控制。磁集成平面变压器成本低,体积小、磁耦合能力强、电磁干扰小、变压器传输效率高。