一种应用于移相控制同步整流型谐振 变换器的轻载效率优化分析方法

作     者：陈梦颖 陈博 刘超 王议锋 王萍 

作者机构：天津大学电气自动化与信息工程学院 国网济宁供电公司 

出 版 物：《电工技术学报》 (Transactions of China Electrotechnical Society)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金青年基金项目--建筑/户用兆赫兹千瓦级储能双向直流变换技术及其控制方法研究(52307216) 基于宽禁带器件的高效率无隔离变低压柔性互联关键技术研究(5400-202418174A-1-1-ZN)资助项目 

主　　题：移相控制 效率优化 多谐振直流变换器 同步整流 软开关 

摘      要：针对移相控制轻载零电压软开关（ZVS）缺失效率低下的问题，该文提出一种应用于移相控制同步整流型谐振变换器的轻载效率优化分析方法。该方法采用同步整流管提前导通的思想，通过调节同步整流管的开通时序，实现了部分能量从二次侧到一次侧的回馈。在同步整流开关管提前导通的过程中，降低的损耗（一次侧滞后桥臂开关管开通损耗和输出电容损耗）和增加的损耗（一次侧滞后桥臂开关管关断损耗和回路导通损耗）之间形成动态博弈，这对变换器综合效率具有重要影响。通过构建受控变量(同步整流开关管提前导通时间TR)与损耗(Ploss)间的数学模型，该文提出并总结不同工作条件下损耗导数(Ploss′)和TR的基本关系。由此，变换器获得了优化的提前导通时间(TR＿op)及相应的优化效率(ηop)。为验证理论分析的有效性，基于LCLC谐振变换器，本文搭建了一台500 W的实验样机。相比传统控制，采用本文效率优化分析方法后，轻载（20%负载）运行效率提升2%以上（93.757%～95.821%）。