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基于等效谐振腔的半桥CLL谐振变换器回流功率优化方法
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作者 黄何伟 曹太强 +1 位作者 李蔚 郭军宏 《电源学报》 北大核心 2025年第6期32-44,共13页
针对半桥CLL谐振变换器产生回流功率的问题,提出1种基于等效谐振腔的参数设计方法,以优化回流功率,提高转换效率。首先,根据LLC变换器工作特性得出可以用谐振电流过零点时间t'表征回流功率大小,在满足电压增益要求和一次侧开关管零... 针对半桥CLL谐振变换器产生回流功率的问题,提出1种基于等效谐振腔的参数设计方法,以优化回流功率,提高转换效率。首先,根据LLC变换器工作特性得出可以用谐振电流过零点时间t'表征回流功率大小,在满足电压增益要求和一次侧开关管零电压开通ZVS(zero-voltage switching)的条件下,根据表征回流功率的函数曲线选取最优谐振腔参数;然后,通过CLL与LLC谐振腔之间的定量关系式,使两者谐振腔等效,从而使CLL变换器具备与LLC变换器相同的回流功率特性;最后,采用2组满足设计条件的谐振腔参数通过仿真及实验进行对比验证,结果显示在基于谐振腔等效的条件下,2种变换器有相同的谐振电流过零点时间,并且在准谐振模式、满载情况下,转换效率提高了约1.3%,验证了理论分析的正确性和可行性。 展开更多
关键词 半桥谐振变换器 回流功率 转换效率 等效谐振 电压增益 软开关1
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一种恒流输出的原边反馈半桥LLC谐振变换器控制算法
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作者 王冲 赵晓静 +3 位作者 丛鹂慧 孙大鹰 郭静静 顾文华 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第18期7325-7335,I0025,共12页
半桥LLC谐振变换器多采用副边光耦反馈方法实现电气隔离和输出控制,然而光耦器件存在非线性、老化、温漂等问题,降低了变换器输出精度与可靠性。原边反馈方法可以移除光耦器件并简化电路拓扑,但谐振变换器电流的非线性增加了输出电流的... 半桥LLC谐振变换器多采用副边光耦反馈方法实现电气隔离和输出控制,然而光耦器件存在非线性、老化、温漂等问题,降低了变换器输出精度与可靠性。原边反馈方法可以移除光耦器件并简化电路拓扑,但谐振变换器电流的非线性增加了输出电流的预测难度和电路复杂度,文中提出一种易实现的原边反馈半桥LLC谐振变换器高精度恒流输出控制方案。通过原边辅助绕组上的RC支路实现了励磁电流还原功能,并采用电压运算抵消励磁电流,模拟得到输出二极管电流波形;其次,通过选择合适的直流偏置,所设计控制方法能自适应实现高的输出电流预测精度;最后,在一台输入为380~420 V、输出为48~78 V/1.30 A的实验样机中,输出电流精度达到±2.3%,峰值效率达到95.8%,达到了较好的输出电流精度。 展开更多
关键词 LLC谐振变换器 原边反馈 励磁电流还原 参数偏差扰动分析 恒流控制 数字控制
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基于双向半桥LLC谐振变换器的退役电池组均衡方法 被引量:3
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作者 王超 詹敏 +1 位作者 柯锦洋 吴铁洲 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期154-162,共9页
退役电池在储能应用过程中,由于其较大的不一致性问题会导致退役电池组出现过充或过放现象,从而限制电池组整体的容量甚至引起热失控,造成安全隐患。针对以上问题,设计一种基于双向半桥LLC谐振变换器的有源均衡电路。该均衡电路通过开... 退役电池在储能应用过程中,由于其较大的不一致性问题会导致退役电池组出现过充或过放现象,从而限制电池组整体的容量甚至引起热失控,造成安全隐患。针对以上问题,设计一种基于双向半桥LLC谐振变换器的有源均衡电路。该均衡电路通过开关阵列与隔离型双向半桥LLC谐振变换器的相互配合,能够实现单体电池与电池组整体之间的能量传递,使退役电池组中各单体电池达到能量平衡。另外,为进一步提高均衡器的均衡速度及精度,提出一种联合电压与荷电状态(SOC)共同作为均衡变量的多状态均衡控制策略。依据电池组当前不同的能量状态,在电池组静置、充电及放电3种不同状态下,分别采用不同的均衡变量以及对应的均衡策略,从而实现电池组的快速均衡。最后,通过搭建小型的均衡实验样机对6节串联电池进行均衡实验,实验结果表明,所提均衡方法具有较快的均衡速度及较好的均衡效果。 展开更多
关键词 退役电池 不一致性 有源均衡 开关阵列 双向LLC谐振变换器 多状态均衡策略
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半桥LLC型谐振变换器的高频变压器设计 被引量:13
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作者 赵慧超 张青利 +1 位作者 刘洪昌 颜湘武 《广东电力》 2012年第11期87-91,共5页
高频变压器作为半桥LLC型谐振变换器的核心组件,其设计将影响开关电源的损耗、输出电压的稳定性及发热量等。针对5 kW高频变压器的设计,介绍了高频变压器磁芯选型原则,采用面积乘积法(area product,AP)确定了绕组导线型号和磁芯类型,通... 高频变压器作为半桥LLC型谐振变换器的核心组件,其设计将影响开关电源的损耗、输出电压的稳定性及发热量等。针对5 kW高频变压器的设计,介绍了高频变压器磁芯选型原则,采用面积乘积法(area product,AP)确定了绕组导线型号和磁芯类型,通过进一步优化计算得到了绕组匝数、变压器损耗及其他相关参数。最终确定的高频变压器参数为:原副边侧绕组导线为18号导线,磁芯型号为EE-100,变压器变比为0.737 5,原副边匝数分别为59和80匝,变压器损耗为16.187 W。 展开更多
关键词 LLC半桥谐振变换器 高频变压器 AP法 优化设计 损耗分析
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具有宽范围输出电压的三电平半桥LLC谐振变换器控制策略 被引量:22
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作者 王暄 王广柱 +1 位作者 孙晓伟 柳丹青 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第21期24-33,共10页
由于三电平变换器的开关管电压应力仅为输入电压的一半,在大功率DC-DC电源、电动汽车充电等应用领域得到广泛的关注和研究。为了实现宽范围输出电压调节控制,克服三电平半桥LLC谐振变换器采用变频调制时电压调节范围小的缺点,将移相调... 由于三电平变换器的开关管电压应力仅为输入电压的一半,在大功率DC-DC电源、电动汽车充电等应用领域得到广泛的关注和研究。为了实现宽范围输出电压调节控制,克服三电平半桥LLC谐振变换器采用变频调制时电压调节范围小的缺点,将移相调制策略引入三电平半桥LLC谐振变换器控制,分析了其工作过程、电压调节范围及软开关条件,导出了实现软开关的工作状态分界点,由此提出一种三电平半桥LLC谐振变换器移相和变频相结合的混合式调制策略。该策略根据软开关工作状态,切换移相调制和变频调制,以实现全程软开关和宽范围输出电压控制。实验验证了理论分析结果的正确性以及所提调制策略的可行性和有效性。 展开更多
关键词 三电平LLC谐振变换器 移相控制 变频控制 软开关 电压增益
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基于简化状态轨迹的半桥LCC谐振变换器无噪声Burst模式控制策略 被引量:4
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作者 赵钧 林弘毅 +2 位作者 孙晓玮 伍梁 陈国柱 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第20期4215-4224,共10页
半桥LCC谐振变换器在轻载工作模式下,其高开关频率和谐振腔中较大的无功电流会显著降低变换器的工作效率。Burst模式是一种可有效提高变换器轻载效率的方法。但传统Burst模式会造成谐振腔电压电流剧烈振荡进而增加损耗,甚至引发变压器... 半桥LCC谐振变换器在轻载工作模式下,其高开关频率和谐振腔中较大的无功电流会显著降低变换器的工作效率。Burst模式是一种可有效提高变换器轻载效率的方法。但传统Burst模式会造成谐振腔电压电流剧烈振荡进而增加损耗,甚至引发变压器饱和。该文推导半桥LCC变换器不同模态的简化状态子轨迹。在此基础上,提出半桥LCC变换器的Burst模式简化状态轨迹控制策略。该策略通过控制半桥开关管的开关时间,保证半桥LCC变换器谐振腔无振荡,使变换器稳定可靠地工作在高效率状态。此外,针对极轻载条件下Burst模式的噪声污染问题,该文基于半桥LCC变换器Burst模式的简化状态轨迹,进行能量求解和改进控制,保证半桥LCC变换器Burst模式工作频率在人耳敏感的频带以外,抑制噪声的产生。最后,搭建实验装置对所提出的半桥LCC变换器Burst模式进行实验验证。实验结果证明,上述方法显著提高了半桥LCC变换器的轻载工作效率,消除了谐振腔的剧烈振荡和噪声污染。 展开更多
关键词 LCC谐振变换器 Burst模式 简化状态轨迹 状态轨迹控制 噪声抑制
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数字控制谐振变换器高轻载效率的研究 被引量:2
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作者 史永胜 高丹阳 +1 位作者 李晓明 胡双 《陕西科技大学学报(自然科学版)》 2015年第6期152-157,共6页
针对传统模拟电源在轻载时损耗较大、效率较低的缺陷,提出了一种基于DSP的PI控制的数字电源设计方法.通过对谐振变换器工作原理、Burst模式工作原理和增益特性曲线等的分析,设置了最佳死区时间,提出了数字控制的Burst模式控制策略... 针对传统模拟电源在轻载时损耗较大、效率较低的缺陷,提出了一种基于DSP的PI控制的数字电源设计方法.通过对谐振变换器工作原理、Burst模式工作原理和增益特性曲线等的分析,设置了最佳死区时间,提出了数字控制的Burst模式控制策略,可有效改变轻载模式下的开关频率,从而使得谐振变换器在轻载时也能够实现ZVS ,并减少了变换器关断和传输损耗.实验结果表明:设置合理死区时间的变换器在小于5%额定负载时,其效率能达到87%以上;在5%~20%额定负载时,能够保持93%及以上的效率.Burst控制策略下谐振变换器的有效性和可行性通过仿真和样机实验得到了验证. 展开更多
关键词 LLC半桥谐振变换器 轻载效率 死区时间 数字信号处理器(DSP)
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一种半桥LLC高压电源设计与实现 被引量:3
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作者 刘期辉 高文雷 +2 位作者 刘银川 郝保良 陈银杏 《现代电子技术》 北大核心 2024年第4期103-108,共6页
设计一种基于半桥LLC谐振变换器的高压电源,其基本结构包括逆变电路、谐振电路、倍压整流电路和反馈控制电路,可用于微波功率模块集成电源。为实现高压电源的高效率,详细分析了半桥LLC谐振电路中场效应管零电压开启的实现条件,并给出了... 设计一种基于半桥LLC谐振变换器的高压电源,其基本结构包括逆变电路、谐振电路、倍压整流电路和反馈控制电路,可用于微波功率模块集成电源。为实现高压电源的高效率,详细分析了半桥LLC谐振电路中场效应管零电压开启的实现条件,并给出了实现该条件所需电路关键参数的计算方法。通过计算机仿真辅助优化电路参数,降低了场效应管和变压器的损耗。最后,研制了一台高压电源原理样机,其输出电压为-3000 V,满载输出功率为300 W,在245~300 V输入电压范围内效率大于96%,峰值效率为97.5%。 展开更多
关键词 高压电源 LLC谐振变换器 软开关 谐振电路 场效应管 仿真优化
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输入串联输出并联组合系统的均流控制策略
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作者 曲璐 刘贺 佟强 《电源学报》 北大核心 2025年第6期95-104,共10页
DC-DC变换器输入串联输出并联的组合技术广泛应用于大功率高电压场合。为了实现模块扩展连接后的平均运行,研究模块电源串并联组合后的输入均压和输出均流特性,提出一种从输出端进行模块均流的控制策略。控制策略包含2个环路,分别为输... DC-DC变换器输入串联输出并联的组合技术广泛应用于大功率高电压场合。为了实现模块扩展连接后的平均运行,研究模块电源串并联组合后的输入均压和输出均流特性,提出一种从输出端进行模块均流的控制策略。控制策略包含2个环路,分别为输出电压环和输出均流环。所有模块公共的输出电压环采样组合系统的输出电压进行反馈调节,每个模块具有的输出均流环采样模块的输出电流进行平均控制。所提控制策略中所有的采样和控制芯片均在低压输出侧,可省去隔离单元,提高系统可靠性。选取半桥LLC谐振拓扑作为子模块搭建原理样机,验证所提输出均流控制方法的有效性。 展开更多
关键词 LLC谐振变换器 均流控制 输入串联输出并联 组合系统
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地铁屏蔽门控制系统供电模块及自主均流
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作者 刘宿城 狄啟飞 +2 位作者 刘文杰 刘晓东 方炜 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期539-545,585,共8页
地铁屏蔽门作为城市轨道交通系统中的重要组成部分,保障其控制系统的供电是屏蔽门安全可靠运行的基本前提。根据地铁屏蔽门控制系统供电直流UPS电源模组的要求,该文首先设计基于LLC半桥谐振拓扑的DC/DC供电模块单元,能够在全负载范围内... 地铁屏蔽门作为城市轨道交通系统中的重要组成部分,保障其控制系统的供电是屏蔽门安全可靠运行的基本前提。根据地铁屏蔽门控制系统供电直流UPS电源模组的要求,该文首先设计基于LLC半桥谐振拓扑的DC/DC供电模块单元,能够在全负载范围内实现软开关,同时满足高转换效率及动态响应的综合指标;其次提出分段式非线性下垂控制策略,用于实现供电模组单元的自适应及自主均流,以改善均流效果与负载电压调整率之间的折中设计。给出了LLC DC/DC供电模块单元及其自主均流设计方案,制作了两台额定功率为600 W的模块电源样机,通过实验测试验证了供电模块单元及其自主均流的可行性。 展开更多
关键词 自主均流 半桥谐振变换器 LLC变换器 地铁屏蔽门 非线性下垂控制
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