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一种倍压型变占空比宽输出两相并联LLC谐振变换器

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电源学报 2025年第1期23卷 21-31页

作者：潘健郭泓展张恢鉴邵冰湖北工业大学电气与电子工程学院武汉430068

针对传统LLC谐振变换器在宽电压应用时开关频率范围过宽且电压调节性能较差的问题,提出1种倍压型两相并联谐振变换器。该变换器一次侧为并联双半桥LLC结构,二次侧在全桥整流网络中引入双向开关,构成可重构倍压整流网络。工作时采用定频... 详细信息

针对传统LLC谐振变换器在宽电压应用时开关频率范围过宽且电压调节性能较差的问题,提出1种倍压型两相并联谐振变换器。该变换器一次侧为并联双半桥LLC结构,二次侧在全桥整流网络中引入双向开关,构成可重构倍压整流网络。工作时采用定频控制,一次侧下半桥通过改变占空比来改变谐振槽输入电压,上半桥则以固定占空比工作,二次侧整流网络在双向开关的作用下实现全桥和倍压混合整流,可实现4倍的电压增益范围。同时,该变换器具有良好的软开关性能,且电压增益与励磁电感、负载无关,可选用较大的励磁电感来减小开关的关断和导通损耗。最后,仿真与实验验证了该变换器的有效性。

关键词：谐振变换器定频控制倍压整流宽电压软开关

Boost-LLC谐振变换器的设计及其控制方法

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电工技术 2025年第1期 24-26页

作者：叶海云叶海蓉李晓娟南京熊猫电子股份有限公司江苏南京210000 国家电网南通供电公司江苏南通226000

传统LLC谐振变换器的开关频率变化范围必须足够宽裕,系统才能获得更宽的电压增益,但开关频率的宽范围调节却给谐振变换器磁性元器件的设计增加了不少难度。为了满足DC-DC直流变换器宽范围输入电压的要求且不降低系统稳定性和抗干扰性,... 详细信息

传统LLC谐振变换器的开关频率变化范围必须足够宽裕,系统才能获得更宽的电压增益,但开关频率的宽范围调节却给谐振变换器磁性元器件的设计增加了不少难度。为了满足DC-DC直流变换器宽范围输入电压的要求且不降低系统稳定性和抗干扰性,提出了一种新型的双级变换器,即Boost-LLC双级谐振变换器。对Boost-LLC双级谐振变换器的工作原理和控制方法进行了介绍与分析,通过PSIM软件进行仿真验证,最后实验设计并完成了一台额定输入电压为DC220V,输出电压为DC730V,额定功率为1.5k W的实验样机。通过实验,Boost-LLC谐振变换器的宽范围电压输入性能以及系统高可靠性得到了验证。实验中数字控制芯片及其他元器件均实现国产化。

关键词：谐振变换器宽范围输入高可靠性

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谐振变换器中谐振电流-开关频率特性

高电压技术 2009年第1期35卷 163-168页

作者：邵建设尹建武冯杰雷学堂方志雄黄冈师范学院物理科学与技术学院黄冈438000

为了研究介质阻挡放电(DBD)高压逆变电源中,串联谐振电路的谐振电流和逆变器的开关频率之间的关系,谐波分析了由高频高压变压器和DBD负载组成的分布参数电路,在基于数字信号处理芯片(DSP)的高压逆变电源上,研究了谐振频率跟踪的数字化... 详细信息

为了研究介质阻挡放电(DBD)高压逆变电源中,串联谐振电路的谐振电流和逆变器的开关频率之间的关系,谐波分析了由高频高压变压器和DBD负载组成的分布参数电路,在基于数字信号处理芯片(DSP)的高压逆变电源上,研究了谐振频率跟踪的数字化实现方法。研究结果表明,当谐振频率为开关频率的1、3和5等奇数倍时,谐振电流(有效值)曲线上出现了幅值逐渐减小的不同的极大值点;通过跟踪不同的谐振电流的极大值点,可以实现谐振频率的跟踪控制。

关键词：谐振变换器高频高压变压器,电流-频率特性谐波分析谐振电流极大值跟踪谐振频率跟踪

电感电流断续模式LCC谐振变换器基于模式分界图的优化设计

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中国电机工程学报 2014年第18期34卷 2881-2889页

作者：谭兴阮新波强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学) 湖北省武汉市430074

LCC谐振变换器工作于谐振电感电流断续模式(discontinuous current mode,DCM)能够实现开关管的零电流开关,因而适用于以IGBT作为开关器件的大功率供电场合。现有文献针对该变换器参数的设计方法通常需要反复试凑,而且设计过程主要优化... 详细信息

LCC谐振变换器工作于谐振电感电流断续模式(discontinuous current mode,DCM)能够实现开关管的零电流开关,因而适用于以IGBT作为开关器件的大功率供电场合。现有文献针对该变换器参数的设计方法通常需要反复试凑,而且设计过程主要优化的是变换器的满载效率,并没有考虑全负载范围。为了解决这些问题,该文提出一种基于变换器模式分界图的设计方法。针对DCM模式的LCC谐振变换器,这种设计方法不需反复试凑,设计得到的参数能够使得在全负载范围内谐振回路环流相对较小,变换器效率较高。论文最后以两台输出均为5 kW/50 V,但变换器参数不同的样机进行了对比实验,验证了该设计方法的正确性。

关键词： LCC 谐振变换器电流断续模式零电流开关模式分界图优化设计

一种高效率的宽输出电压范围LLSC谐振变换器及其控制方法

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电工技术学报 2022年第18期37卷 4697-4706页

作者：朱天宇纪延超王建赜哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨150001

针对LLC谐振变换器高效率优势难以适应宽输出电压范围应用的问题,该文给出一种调节等效电容值的调压方式,提出一种LLSC谐振变换器拓扑及协同控制方法。该拓扑在LLC谐振变换器的电容旁加入由反向串联功率器件组成的旁路。调节旁路功率器... 详细信息

针对LLC谐振变换器高效率优势难以适应宽输出电压范围应用的问题,该文给出一种调节等效电容值的调压方式,提出一种LLSC谐振变换器拓扑及协同控制方法。该拓扑在LLC谐振变换器的电容旁加入由反向串联功率器件组成的旁路。调节旁路功率器件与逆变桥功率器件间滞后时间,连续调节等效电容值、改变输出电压。在这种调压方式基础上,调节开关频率,降低励磁电流、谐振电流有效值,从而降低损耗。分析了所提出变换器的工作原理、换流过程、电压增益模型及协同控制方法。最后,设计了一台400W的LLSC谐振变换器样机,实验结果验证了所提拓扑及协同控制方法的可行性。

关键词：谐振变换器宽输出电压范围协同控制效率优化

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基于自抗扰控制半桥LLC谐振变换器研究

计算机仿真 2025年第2期42卷 304-310页

作者：李大汉于雁南黄昌宾严继池桂林理工大学机械与控制工程学院广西桂林541006 长城电源技术有限公司广东深圳518108

为了更好对半桥LLC谐振变换器的系统动态性能进行分析以及环路设计,将采用扩展描述函数法对半桥LLC谐振变换器进行小信号建模。针对半桥LLC谐振变换器中出现输入电压和负载跳变时,存在响应慢和鲁棒性差等问题,提出一种扰动抑制的自抗扰... 详细信息

为了更好对半桥LLC谐振变换器的系统动态性能进行分析以及环路设计,将采用扩展描述函数法对半桥LLC谐振变换器进行小信号建模。针对半桥LLC谐振变换器中出现输入电压和负载跳变时,存在响应慢和鲁棒性差等问题,提出一种扰动抑制的自抗扰控制策略,并根据小信号建模所得系统BODE图来选择自抗扰控制器控制带宽。最后,在MATLAB中搭建系统模型并进行输入电压和负载跳变实验,仿真结果表明,自抗扰控制应对输入电压和负载跳变时,具有更快的瞬态响应和更强的鲁棒性等优点。

关键词：谐振变换器扩展描述函数自抗扰控制扰动抑制

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同步控制双向LLC谐振变换器

电工技术学报 2015年第12期30卷 87-96页

作者：江添洋张军明汪槱生浙江大学电气工程学院杭州310007

本文提出了一种同步控制的双向LLC谐振变换器。为使变换器在正向、反向工作时拓扑结构相同,在电路中增加了一个辅助电感。该辅助电感除了可以使双向LLC谐振变换器的双向工作特性完全对称外,还可以帮助开关管实现软开关。文章提出的双向... 详细信息

本文提出了一种同步控制的双向LLC谐振变换器。为使变换器在正向、反向工作时拓扑结构相同,在电路中增加了一个辅助电感。该辅助电感除了可以使双向LLC谐振变换器的双向工作特性完全对称外,还可以帮助开关管实现软开关。文章提出的双向LLC谐振变换器结构简单、控制方法易于实现。当变换器开关频率小于谐振频率时,所有开关管均可以实现零电压开通(ZVS);当变换器开关频率大于等于谐振频率时,软开关特性与传统LLC谐振变换器相同。因此变换器具有较高的效率,很适合应用于能量双向流动的场合。同步控制的双向LLC谐振变换器与传统二极管整流的单向LLC谐振变换器的工作特性存在差别,为了精确分析,文章提出了新的等效电路模型,并给出了同步控制双向LLC谐振变换器的电压增益公式和软开关条件。最后通过实验验证了理论分析的结果。

关键词：双向谐振变换器电压增益软开关高效率

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一种基于耦合电感的高增益软开关谐振变换器

电工技术学报 2024年第1期39卷 194-205页

作者：王哲李驰郑泽东李永东电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学) 北京100084

该文提出了一种具有高增益、软开关的新型谐振变换器。该谐振变换器使用耦合电感来提高电压增益,升压比不仅取决于占空比,还取决于耦合电感的变比,具有高增益的优点。此外,由于采用了有源钳位技术,漏感中的能量可以被回收利用,用来对开... 详细信息

该文提出了一种具有高增益、软开关的新型谐振变换器。该谐振变换器使用耦合电感来提高电压增益,升压比不仅取决于占空比,还取决于耦合电感的变比,具有高增益的优点。此外,由于采用了有源钳位技术,漏感中的能量可以被回收利用,用来对开关管的结电容充放电提供能量,从而实现软开关。由于采用了耦合电感,所提出的变换器可以在较低的开关管电压应力的情况下实现较高的输出电压,因此可以使用低导通电阻的低压器件,从而提升系统的效率。该文分析了该谐振变换器的工作原理,并推导了输出电压、关断电流应力等参数的解析表达式。在此基础上,从理论上分析了该变换器取得软开关的条件,并对该变换器的各个器件的电压电流应力进行分析,为器件选型提供了理论依据。最后,搭建1kW实验样机,针对该文提出的基于耦合电感的谐振变换器的高增益、软开关、低电压应力、高效率等性能进行了实验验证。通过实验得出所提出的拓扑可以在10倍增益的情况下达到最高97.5%的效率,表明所提拓扑的优越性。

关键词：耦合电感谐振变换器高增益软开关

面向二次脉动功率解耦的三端口LLC谐振变换器

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中国电机工程学报 2021年第15期41卷 5311-5319页

作者：高桪邢岩吴嘉昊吴红飞江苏省新能源发电与电能变换重点实验室(南京航空航天大学) 江苏省南京市210016

为了吸收单相交直流系统中耦合的大量二次脉动功率,提出给予I3桥结构的三端口LLC谐振变换器。所提变换器实现双向解耦电路的开关桥臂和LLC谐振变换器的开关桥臂的集成,消除母线上的大容量电解电容、提高系统可靠性,而且减少有源开关的... 详细信息

为了吸收单相交直流系统中耦合的大量二次脉动功率,提出给予I3桥结构的三端口LLC谐振变换器。所提变换器实现双向解耦电路的开关桥臂和LLC谐振变换器的开关桥臂的集成,消除母线上的大容量电解电容、提高系统可靠性,而且减少有源开关的数量和系统的开关损耗。详细分析三端口LLC谐振变换器的工作原理和控制方法,设计I3桥的开关驱动策略,实现功率解耦端口和直流输出端口的独立控制。实验结果证明了所提集成功率解耦功能的三端口LLC变换器及其控制方法的正确性和有效性。

关键词：有源功率解耦解耦电路变换器集成三端口谐振变换器