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一种多模式变频宽输出LLC变换器

电机与控制学报 2021年第2期25卷 1-9页

作者：何圣仲代东雷周柬成西南交通大学磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室电气工程学院成都611756

针对新能源领域对开关变换器具有宽电压增益范围的要求,提出一种多模式变频宽输出LLC变换器。该变换器原边为全桥结构,副边整流器为两级倍压结构,通过控制副边开关管的导通与截止,具有3种不同的电路模式,其增益比为1∶2∶4。各种模式对... 详细信息

针对新能源领域对开关变换器具有宽电压增益范围的要求,提出一种多模式变频宽输出LLC变换器。该变换器原边为全桥结构,副边整流器为两级倍压结构,通过控制副边开关管的导通与截止,具有3种不同的电路模式,其增益比为1∶2∶4。各种模式对应不同的输出电压等级,采用变频控制方式,变换器可以实现50~430 V的宽输出电压范围。多种模式切换,使得变换器具有较窄的开关频率范围(65~100 k Hz)。通过合理的参数设计,变换器可以实现原边开关管零电压开通(ZVS)和副边二极管零电流关断(ZCS)。新的电路拓扑结构降低了副边二极管和副边电容的电压应力,仅为输出电压的一半。在理论和仿真分析基础上,制作了1.3 kW的实验样机。实验结果表明,该变换器可以在保证效率的同时实现宽输出电压范围,适合应用于宽输出场合。

关键词：宽输出多模式频率范围 LLC ZVS ZCS 副边电压应力

基于可变拓扑结构LLC变换器的新型混合调制策略

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太阳能学报 2021年第2期42卷 338-345页

作者：李志军徐铎孙乐王亚楠张鸿鹏安平河北工业大学人工智能与数据科学学院天津300130

为进一步提升开关电源轻载时的工作效率,基于可变拓扑半桥LLC谐振变换器提出一种新颖的混合调制策略,使变换器在重载、轻载时皆实现软开关,运行效率高。对半桥LLC谐振变换器的工作原理以及工作模式进行详细分析,讨论LLC变拓扑变换器最... 详细信息

为进一步提升开关电源轻载时的工作效率,基于可变拓扑半桥LLC谐振变换器提出一种新颖的混合调制策略,使变换器在重载、轻载时皆实现软开关,运行效率高。对半桥LLC谐振变换器的工作原理以及工作模式进行详细分析,讨论LLC变拓扑变换器最高效率运行轨迹,在此基础上设计基于最优状态平面轨迹的新型混合调制策略,对其轻载效率和控制品质做进一步优化。仿真结果证实了此技术方案的可行性和有效性。

关键词： LLC 变换器半桥混合调制轻载效率

基于IPOS双LLC谐振变换器的恒压恒流充电研究

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电力系统保护与控制 2021年第24期49卷 88-95页

作者：唐忠白健赖立上海电力大学电气工程学院上海200090 华东交通大学江西南昌330000

针对充电拓扑存在开关工作频率范围过宽的问题,提出了一种适用于蓄电池充电的IPOS双LLC谐振变换器,并针对其恒压恒流输出特性展开了研究。所提变换器包含两组LLC谐振腔,通过辅助开关管S的开闭改变其中一组谐振电容参数,从而实现变换器... 详细信息

针对充电拓扑存在开关工作频率范围过宽的问题,提出了一种适用于蓄电池充电的IPOS双LLC谐振变换器,并针对其恒压恒流输出特性展开了研究。所提变换器包含两组LLC谐振腔,通过辅助开关管S的开闭改变其中一组谐振电容参数,从而实现变换器的恒压和恒流输出转换。恒压恒流模式下所提变换器均定频工作:在恒压模式(S闭合),两组谐振腔工作在LC串联谐振点处;在恒流模式(S断开),一组谐振腔工作在LLC谐振点处实现恒流输出而另一组仍恒压输出。所提变换器实现软开关的同时实现了原边开关管和副边整流二极管的复用,并详细介绍了其工作原理、电压电流增益、设计方法和控制方案。最后,通过实验和仿真验证了所提变换器的可行性。

关键词：谐振变换器 LLC 蓄电池恒压恒流 IPOS

基于全桥LLC变换器的离子电推进高压屏栅电源优化设计

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电工电能新技术 2023年第1期42卷 11-20页

作者：陈昶文周小麟冯玮玮武桐王少宁兰州空间技术物理研究所甘肃兰州730000

针对1 kW离子电推力器屏栅电源供电需求,本文基于全桥LLC设计分别给出了实用的谐振参数优化方法、谐振电感器优化方法、变频移相结合控制方法、过载保护电路和软启动电路;同时论述了采用双副边绕组串联和倍压整流技术的1 kV/1 kW屏栅电... 详细信息

针对1 kW离子电推力器屏栅电源供电需求,本文基于全桥LLC设计分别给出了实用的谐振参数优化方法、谐振电感器优化方法、变频移相结合控制方法、过载保护电路和软启动电路;同时论述了采用双副边绕组串联和倍压整流技术的1 kV/1 kW屏栅电源的设计过程;最后,搭建了一台1 kW的离子电推进屏栅电源工程样机,验证了设计方法的可行性和对产品性能的改进。与相同规格移相全桥屏栅电源相比,体积缩小了27%,重量减轻了21%。

关键词：电推进电源处理单元高电压大功率 LLC

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基于混合控制的全桥LLC谐振变换器

电气工程学报 2023年

作者：巫春玲张旭鑫张震邹浩郭梦洁长安大学能源与电气工程学院

针对全桥LLC谐振变换器最常采用的变频-移相法在传统比例积分(PI)控制下动态超调较大的问题，提出了一种PI-滑模混合控制方法。该控制方法结合了PI控制与滑模控制的优点，在输出电压距离参考电压较远时采用滑模控制，输出电压接近参考... 详细信息

针对全桥LLC谐振变换器最常采用的变频-移相法在传统比例积分(PI)控制下动态超调较大的问题，提出了一种PI-滑模混合控制方法。该控制方法结合了PI控制与滑模控制的优点，在输出电压距离参考电压较远时采用滑模控制，输出电压接近参考电压时切换为PI控制，通过模糊控制完成两者的平滑过渡。详细分析了全桥LLC谐振变换器在变频模式和移相模式下的工作原理以及工作特性，给出了混合控制方法的具体实现方案。为了验证所提方法的可行性，搭建仿真模型进行了PI控制方法、滑模控制方法与PI-滑模混合控制方法三种方法的性能对比分析，并制作了一台额定功率2k W的样机，试验结果表明，提出的PI-滑模混合控制方法可以显著降低系统的动态响应超调，同时消除了稳态阶段的抖振问题，体现了良好的控制效果。

关键词： LLC 滑模 PI 混合控制

矩阵变压器+移相控制宽电压范围LLC变换器

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中国电机工程学报 2019年第12期39卷 3638-3645页

作者：余致远吴红飞花文敏邢岩多电飞机电气系统工信部重点实验室(南京航空航天大学)

针对服务器电源等对稳态效率和暂态升压能力具有特殊需求的应用场合,研究一种基于矩阵变压器的LLC谐振变换器。稳态时,变换器工作在谐振频率点附近,保证其具有高效率;交流输入电压跌落时,通过引入的混合整流电路并结合移相控制实现变压... 详细信息

针对服务器电源等对稳态效率和暂态升压能力具有特殊需求的应用场合,研究一种基于矩阵变压器的LLC谐振变换器。稳态时,变换器工作在谐振频率点附近,保证其具有高效率;交流输入电压跌落时,通过引入的混合整流电路并结合移相控制实现变压器等效匝比的调节,进而使变换器具备额外的升压调节能力、实现输出电压的稳定。以双变压器LLC谐振变换器为例,详细分析变换器的工作原理和工作特性,实验验证了所研究方案的可行性与有效性。

关键词： LLC 移相控制矩阵变压器宽电压范围

LLC谐振变换器中“Y”型磁集成变压器设计

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辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2022年第3期41卷 277-282页

作者：付兴武郭晋龙杨玉岗辽宁工程技术大学电气与控制工程学院辽宁葫芦岛125105

为解决三相LLC谐振变换器体积占比较大问题,提高变换器的功率密度,采用三相“Y-Y”型交错LLC谐振变换器拓扑结构,分析工作原理,建立谐振网络基波等效模型.根据变压器磁集成原理,设计一种新的“Y”型磁芯结构,并通过建立磁路模型,进行变... 详细信息

为解决三相LLC谐振变换器体积占比较大问题,提高变换器的功率密度,采用三相“Y-Y”型交错LLC谐振变换器拓扑结构,分析工作原理,建立谐振网络基波等效模型.根据变压器磁集成原理,设计一种新的“Y”型磁芯结构,并通过建立磁路模型,进行变压器参数设计.利用ANSYS软件对新型变压器进行建模和磁通分析,搭建输出功率为600 W,电压为400 V/48 V的实验样机.研究结果表明:设计的磁芯结构使变换器体积显著降低,工作效率提高,拓扑结构的均流效果较好,“Y”型磁芯结构设计更简便、变压器参数设计合理.

关键词： LLC 谐振变换器磁集成 “Y”型变压器均流

高频集成型交错并联Boost-LLC变换器研究

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高频集成型交错并联Boost-LLC变换器研究

作者：王继承浙江大学

学位级别：硕士

随着信息化时代的不断发展,无论是个人还是行业,对于数据的重视程度都达到了前所未有的高度。数据中心数量增多、规模扩张的背后,对于其供电架构中的电能变换装置的性能提出了更高的要求。48V直流供电架构为数据中心的典型架构之一,其... 详细信息

随着信息化时代的不断发展,无论是个人还是行业,对于数据的重视程度都达到了前所未有的高度。数据中心数量增多、规模扩张的背后,对于其供电架构中的电能变换装置的性能提出了更高的要求。48V直流供电架构为数据中心的典型架构之一,其采用的DC/DC变换器一方面需要满足基本的电能变换功能,具有较高可靠性与稳定性,另一方面还需要具备高性能,如宽范围的增益变比,全范围工作下保持高性能变换等。本文着眼于一种集成型交错并联Boost-LLC谐振变换器拓扑,研究其基本工作原理及参数设计条件,建立其小信号模型并设计对应的控制策略,并通过仿真和实验进行了验证。具体内容如下:首先,针对集成型交错并联Boost-LLC谐振变换器的占空比调压方式,利用时域分析法进行了精确求解。通过对电路工作模态的区分,将半周期内工作波形分为三个模态,并以此列写时域方程组,利用数值计算的方法进行求解。以此结果为基础,设定效率最优条件和软开关边界条件,对集成型交错并联Boost-LLC谐振变换器的主要参数进行设计。其次,对集成型交错并联Boost-LLC变换器的小信号模型进行了研究,以此为基础对控制策略进行了设计。为解决传统状态空间平均法在谐振变换器的不适用问题,引入扩展函数描述法对变换器中的谐振变量进行拟合,从而建立了小信号模型,通过仿真进行验证。此外,根据小信号模型设计了单环控制和电压电流双环控制两套控制器,并设计了相应的控制参数。再次,对集成型交错并联Boost-LLC变换器的电路硬件设计进行了研究,从器件适用性、效率最优化等角度考虑器件选型。对控制器选取、采样及驱动电路设计进行了介绍,并说明了副边同步整流驱动的外驱动信号给定方式。确定硬件参数后,结合理论计算值进行了变换器效率估算,并给出损耗分布图。最后,在MATLAB/Simulink仿真平台上搭建了集成型Boost-LLC谐振变换器仿真模型,搭建了满额功率800W的实验平台。通过仿真和实验验证了本文理论分析的有效性。

关键词： DC/DC变换器 LLC 交错并联Boost 扩展函数描述法软开关

基于移相角前馈的LLC无传感器同步整流控制策略

同方学位论文库评论

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太阳能学报 2020年第8期41卷 123-128页

作者：颜瑄张兴刘闯赵文广郭华越王付胜合肥工业大学电气与自动化工程学院合肥230009

针对现有文献中的LLC无传感器同步整流方案解耦精度不高,未考虑负载变化和输出电压滞后的问题,该文提出一种基于移相角前馈的LLC无传感器同步整流控制策略。通过分析建立同步整流驱动高电平时间和混合控制下开关频率与移相角之间的关系... 详细信息

针对现有文献中的LLC无传感器同步整流方案解耦精度不高,未考虑负载变化和输出电压滞后的问题,该文提出一种基于移相角前馈的LLC无传感器同步整流控制策略。通过分析建立同步整流驱动高电平时间和混合控制下开关频率与移相角之间的关系,利用寻优算法来实现精确的同步整流,引入移相角前馈控制来解决寻优算法控制滞后的问题。最后通过实验对所提出的方案进行验证。

关键词： LLC 同步整流无传感器寻优算法前馈