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双向隔离LCL谐振变换器PFM+TPS四自由度优化调制策略
1
作者
曲圣
李佳
+4 位作者
李子昂
张硕
杨东醒
徐墨尘
韦玉麒
《电机与控制学报》
北大核心
2025年第10期1-15,共15页
电感-电容-电感(LCL)型谐振变换器具有零电压开通(ZVS)特性好、双向功率传输、效率高等优点,但是传统的脉冲频率调制(PFM)策略在轻载下存在电压失调、效率低等问题。因此,多移相调制成为了双向LCL变换器的主要调制策略,其中三移相(TPS)...
电感-电容-电感(LCL)型谐振变换器具有零电压开通(ZVS)特性好、双向功率传输、效率高等优点,但是传统的脉冲频率调制(PFM)策略在轻载下存在电压失调、效率低等问题。因此,多移相调制成为了双向LCL变换器的主要调制策略,其中三移相(TPS)调制是自由度最多、效率最高的。然而,现有文献在采用TPS策略时将开关频率设为恒定值,因此,变换器的效率仍有提升空间。本文提出一种基于多谐波频域模型的双向LCL变换器PFM+TPS四自由度优化调制策略。首先,建立双向LCL变换器的多谐波频域模型,求解出谐振腔电压和电流的解析表达式,克服传统基波分析法精度低的问题。然后,针对4种移相调制策略和提出的PFM+TPS策略分别进行优化设计,并对各种策略下的最优解进行定量对比,衡量ZVS特性和原副边电流有效值平方和这两方面性能。最后,搭建一台900 W的双向LCL变换器样机,实验测得PFM+TPS策略下变换器的峰值效率相较于TPS策略提升了1.55%。理论和实验验证了多谐波频域模型的准确性和PFM+TPS调制策略的优越性。
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关键词
双向隔离LCL谐振变换器
多谐波频域模型
多自由度调制策略
优化设计
变换器效率
零电压开通
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职称材料
题名
双向隔离LCL谐振变换器PFM+TPS四自由度优化调制策略
1
作者
曲圣
李佳
李子昂
张硕
杨东醒
徐墨尘
韦玉麒
机构
西安交通大学电气工程学院
重庆邮电大学自动化学院
上海空间电源研究所空间电源全国重点实验室
出处
《电机与控制学报》
北大核心
2025年第10期1-15,共15页
基金
国家自然科学基金青年基金(52307221)
四川省高效电源变换技术工程研究中心基金
空间电源全国重点实验室开放课题(LAPS23019)。
文摘
电感-电容-电感(LCL)型谐振变换器具有零电压开通(ZVS)特性好、双向功率传输、效率高等优点,但是传统的脉冲频率调制(PFM)策略在轻载下存在电压失调、效率低等问题。因此,多移相调制成为了双向LCL变换器的主要调制策略,其中三移相(TPS)调制是自由度最多、效率最高的。然而,现有文献在采用TPS策略时将开关频率设为恒定值,因此,变换器的效率仍有提升空间。本文提出一种基于多谐波频域模型的双向LCL变换器PFM+TPS四自由度优化调制策略。首先,建立双向LCL变换器的多谐波频域模型,求解出谐振腔电压和电流的解析表达式,克服传统基波分析法精度低的问题。然后,针对4种移相调制策略和提出的PFM+TPS策略分别进行优化设计,并对各种策略下的最优解进行定量对比,衡量ZVS特性和原副边电流有效值平方和这两方面性能。最后,搭建一台900 W的双向LCL变换器样机,实验测得PFM+TPS策略下变换器的峰值效率相较于TPS策略提升了1.55%。理论和实验验证了多谐波频域模型的准确性和PFM+TPS调制策略的优越性。
关键词
双向隔离LCL谐振变换器
多谐波频域模型
多自由度调制策略
优化设计
变换器效率
零电压开通
Keywords
isolated bidirectional LCL resonant converter
multiple harmonic frequency domain model
multiple degrees-of-freedom modulation strategy
optimal design
converter efficiency
zero-voltage-switching
分类号
TM46 [电气工程—电器]
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作者
出处
发文年
被引量
操作
1
双向隔离LCL谐振变换器PFM+TPS四自由度优化调制策略
曲圣
李佳
李子昂
张硕
杨东醒
徐墨尘
韦玉麒
《电机与控制学报》
北大核心
2025
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