基于T型半桥及双变压器的新型宽电压增益直流变换器

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作者 付超 孙平安 +1 位作者 孙玉巍 许崇伟 《华北电力大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期91-98,106,共9页

针对宽电压运行直流源接入直流电网的应用场景,提出一种基于T型桥臂与双变压器、在宽电压增益范围保持高效率运行的新型直流变换器。首先,根据不同电压增益进行拓扑重构,给出了变换器三种可选的工作模式,并通过傅里叶分解推导了三自由... 针对宽电压运行直流源接入直流电网的应用场景,提出一种基于T型桥臂与双变压器、在宽电压增益范围保持高效率运行的新型直流变换器。首先,根据不同电压增益进行拓扑重构,给出了变换器三种可选的工作模式,并通过傅里叶分解推导了三自由度控制下的数学模型。其次,结合矢量图分析法得到满足运行条件的最优占空比,并给出了一种三自由度效率优化控制算法。再次,还基于单移相控制的工作模式切换控制策略,实现了变换器双变压器的零电流切换。最后,通过1 kW实验样机对所提变换器拓扑及控制方法进行验证,当输入电压由100 V到500 V范围变化时,效率最高可达97.66%,最低93.7%,与相同运行条件下的T型DAB相比,所提变换器在较宽电压范围内能够有效提升运行效率。 展开更多

关键词 直流变换器 宽电压增益 三自由度控制 傅里叶分解 优化策略 工作模式切换

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可重构变压器匝比的宽电压增益DAB变换器实验技术

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作者 张艺明 谢鸿彪 +2 位作者 张韬 陈孝莺 程翔鹏 《实验技术与管理》 北大核心 2025年第3期28-36,共9页

为提升宽电压增益下电动汽车的充电效率,提出了通过重构变压器匝比提升宽电压增益双有源桥(DAB)变换器传输效率的新兴实验技术。首先,介绍了DAB变换器的特点并分析了其在宽电压增益条件下存在的不足,提出了重构DAB变换器的变压器匝比的... 为提升宽电压增益下电动汽车的充电效率,提出了通过重构变压器匝比提升宽电压增益双有源桥(DAB)变换器传输效率的新兴实验技术。首先,介绍了DAB变换器的特点并分析了其在宽电压增益条件下存在的不足,提出了重构DAB变换器的变压器匝比的实验思路,并分析了其可行性。其次,提出了分别采用双变压器和多绕组变压器重构变压器匝比的两种电路拓扑,并设计了相应的控制方法和实验平台。最后,实验结果验证了所提技术的有效性,能够加深学生对于宽电压增益电动汽车充电技术的认识,扩展学生在电力电子学科的实验创新思维。 展开更多

关键词 电动汽车充电 双有源桥变换器 宽电压增益 重构变压器匝比

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一种超宽电压增益双LLC谐振变换器及控制方法 被引量：5

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作者 孙鑫宇 邓宇豪 +2 位作者 聂江霖 马兰 舒泽亮 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期1974-1984,I0026,共12页

为解决传统LLC谐振变换器在宽电压增益应用中所需开关频率范围过宽、总体效率较低等问题,文中提出一种多模式双LLC谐振变换器。该变换器基于半桥、全桥切换以及桥式、倍压整流切换的拓扑重构思路,以增益不同的4种模式实现较窄频率范围... 为解决传统LLC谐振变换器在宽电压增益应用中所需开关频率范围过宽、总体效率较低等问题,文中提出一种多模式双LLC谐振变换器。该变换器基于半桥、全桥切换以及桥式、倍压整流切换的拓扑重构思路,以增益不同的4种模式实现较窄频率范围内的超宽输出电压,提高变换器效率的同时通过复用开关器件来降低成本。为了实现模式间的平滑过渡,针对所提变换器设计一种脉冲宽度频率调制控制方法,并根据模式切换特性进一步优化,提高模式切换速度。基于SiC开关器件,设计并搭建一台60~450 V输出电压、最大功率为900 W的实验样机,以验证所提拓扑及控制方法的可行性。 展开更多

关键词 LLC谐振变换器 双变压器 拓扑重构 宽电压增益 模式切换

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一种新型宽电压增益直流充电模块拓扑及调制技术 被引量：8

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作者 吴西奇 李睿 +1 位作者 蔡旭 于玮 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第23期8129-8138,共10页

LLC变换器因其具有全负载范围内实现原边开关零电压开通和副边开关零电流关断的软开关特性而被广泛使用,但其存在宽电压范围应用时调节频率范围过宽、效率降低的缺陷。针对该缺陷,该文提出一种适应宽输出电压、具有模式切换功能的电路拓... LLC变换器因其具有全负载范围内实现原边开关零电压开通和副边开关零电流关断的软开关特性而被广泛使用,但其存在宽电压范围应用时调节频率范围过宽、效率降低的缺陷。针对该缺陷,该文提出一种适应宽输出电压、具有模式切换功能的电路拓扑,阐述电路的工作原理,详细分析减小频率调节范围的模式切换调制策略和切换电压的设计方法,分别对低压模式和高压模式进行模态分析。基于200~900V宽输出电压的LLC电路设计考虑,搭建一台2000W的实验样机,验证所提拓扑和模式切换调制策略的正确性。 展开更多

关键词 直流充电模块 LLC变换器 宽电压增益 模式切换

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一种超宽电压范围隔离型DC-DC变流器研究 被引量：7

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作者 万新强 倪喜军 +3 位作者 骆皓 赖勇 王秀茹 王书征 《电源学报》 CSCD 北大核心 2020年第1期88-95,共8页

针对不同规格电动汽车的统一充电系统需求,研究2倍以上宽输出电压范围隔离型DC-DC变流器已成为该领域的热点。提出了一种隔离型的LLC串-并联模式变换拓扑及其设计方法,实现0.5~3.0倍的宽输出电压范围,且所有功率器件满足软开关运行。首... 针对不同规格电动汽车的统一充电系统需求,研究2倍以上宽输出电压范围隔离型DC-DC变流器已成为该领域的热点。提出了一种隔离型的LLC串-并联模式变换拓扑及其设计方法,实现0.5~3.0倍的宽输出电压范围,且所有功率器件满足软开关运行。首先,利用半桥变模态控制,获得1.0倍以下电压增益;然后,利用PWM脉冲180°移相实现串-并联快速切换,实现1.0倍或2.0倍电压增益的转换;最后,通过变频结合PWM整流器直流电压调压功能,实现0.5~3.0倍宽电压增益的调节。样机实验结果表明:所提变流器利用上述策略,达到了预期的0.5~3.0倍增益,且实现软开关运行;此外,并联至串联切换过程时间非常短,仅300μs,串联至并联切换过程稍长,但也仅4.5 ms,适用于对电压增益范围要求较宽的应用场合。 展开更多

关键词 宽电压增益 运行模式切换 移相 串-并联连接

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基于双脉宽调制的交错Boost集成型CLLLC谐振变换器宽增益控制策略 被引量：6

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作者 李小强 马永超 +2 位作者 黄金伟 王心潭 伍小杰 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第20期5313-5323,共11页

交错Boost集成型CLLLC谐振变换器具有高增益、高效率等优点,在使用脉宽调制时理论上可得到较宽的电压增益范围,但其在现有的定频同步PWM下会随着占空比逐渐偏离0.5而出现越来越大的电流尖峰,导致占空比调节范围受限,其电压增益范围相比... 交错Boost集成型CLLLC谐振变换器具有高增益、高效率等优点,在使用脉宽调制时理论上可得到较宽的电压增益范围,但其在现有的定频同步PWM下会随着占空比逐渐偏离0.5而出现越来越大的电流尖峰,导致占空比调节范围受限,其电压增益范围相比于传统的谐振变换器无明显优势。为实现宽增益,该文采用双脉宽调制的方法克服了定频同步PWM的缺点,提出定频同步双脉宽调制与变频双脉宽调制两种调制方式,并通过分析,构建两种调制方式的切换点,最终形成一种宽增益控制策略。该文分析了所提出宽增益控制策略的工作原理及运行特性,并通过实验验证了该控制策略的可行性与理论分析的正确性。 展开更多

关键词 交错Boost集成型CLLLC谐振变换器 定频同步双脉宽调制 变频双脉宽调制 宽电压增益

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新型非隔离双开关宽增益升压直流变换器 被引量：3

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作者 傅传智 王萍 毕华坤 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2019年第9期130-136,共7页

为研究更适用于光伏电池或燃料电池等发电场合的升压直流变换器,本文提出了一种新型的非隔离双开关宽增益升压直流变换器。首先详细介绍了所提变换器的拓扑结构和运行原理;然后对变换器的电压增益和器件应力进行了理论分析;最后通过变... 为研究更适用于光伏电池或燃料电池等发电场合的升压直流变换器,本文提出了一种新型的非隔离双开关宽增益升压直流变换器。首先详细介绍了所提变换器的拓扑结构和运行原理;然后对变换器的电压增益和器件应力进行了理论分析;最后通过变换器电路仿真模型搭建和样机(400 V/400 W)实验相结合的方法,验证了所提变换器具有电压增益宽、功率开关和电容电压应力低且电容电压自平衡等优点,同时也验证了所提变换器具有较好的运行稳定性,较适合应用于光伏电池或燃料电池等发电场合。 展开更多

关键词 宽电压增益 低电压应力 双开关 电容电压自平衡 非隔离

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用于电池供电装置的非隔离型宽增益DC/DC变换器 被引量：3

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作者 杨瑞福 王萍 毕华坤 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2020年第9期136-142,共7页

为研究更适用于不同电池供电装置的升压直流变换器,提出一种非隔离型宽增益升压直流变换器。首先,对变换器进行拓扑介绍和稳态分析;然后,对变换器进行详细的特性分析并和其他拓扑进行比较;在此基础上,对变换器的器件进行参数设计;最后,... 为研究更适用于不同电池供电装置的升压直流变换器,提出一种非隔离型宽增益升压直流变换器。首先,对变换器进行拓扑介绍和稳态分析;然后,对变换器进行详细的特性分析并和其他拓扑进行比较;在此基础上,对变换器的器件进行参数设计;最后,通过搭建样机(200 V/400 W)验证了该变换器结构简单,可以实现更宽的电压增益,也验证了两个功率开关同时导通同时关断的方式易于控制,输入输出采用共地结构有良好的运行稳定性,该变换器较适用于不同电池供电装置。 展开更多

关键词 直流变换器 非隔离 宽电压增益 输入输出共地

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单级式双有源桥型AC-DC变换器电压增益分析及优化调制策略

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作者 王要强 闫武庆 +2 位作者 聂福全 刘文君 梁军 《电力自动化设备》 2025年第9期103-109,118,共8页

为了解决单级式双有源桥型AC-DC变换器在宽电压范围内软开关范围受限和漏感电流峰值较大的问题,提出一种计及电压增益的扩展移相变频调制策略。分析了副边侧扩展移相调制在宽电压范围内存在的漏感电流峰值较大的问题,继而提出一种计及... 为了解决单级式双有源桥型AC-DC变换器在宽电压范围内软开关范围受限和漏感电流峰值较大的问题,提出一种计及电压增益的扩展移相变频调制策略。分析了副边侧扩展移相调制在宽电压范围内存在的漏感电流峰值较大的问题,继而提出一种计及电压增益的双模式调制;在此基础上,分析升压与降压模式的软开关条件,通过约束特定开关管开通时刻的漏感电流值,推导得出移相比和开关频率的数学表达式。该调制策略可以实现全范围软开关,并且能在一定程度上减小漏感电流峰值。通过仿真和实验证明了所提调制策略的可行性。 展开更多

关键词 单级式AC-DC变换器 双有源桥变换器 宽电压增益 扩展移相 软开关

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PWM控制的双向LLC谐振变换器 被引量：5

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作者 赵清林 吴娜 +2 位作者 王德玉 张纯江 王子博 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2022年第5期1990-1999,共10页

针对能源互联网和电动汽车等所需储能系统,提出一种具有宽输入和宽输出电压范围的双向谐振变换器。该变换器是在双向LLC谐振变换器拓扑结构的基础上,通过在二次侧加入辅助开关构成。变换器采用定频控制方式,利用一次侧全桥-半桥之间的... 针对能源互联网和电动汽车等所需储能系统,提出一种具有宽输入和宽输出电压范围的双向谐振变换器。该变换器是在双向LLC谐振变换器拓扑结构的基础上,通过在二次侧加入辅助开关构成。变换器采用定频控制方式,利用一次侧全桥-半桥之间的切换配合二次侧辅助开关的脉宽调制(pulse width modulation,PWM),以实现宽增益变换,可以应用在电压增益有4倍变化的场合。所提变换器在工作过程中功率器件均工作于软开关状态,有利于提高变换器效率,采用定频控制有利于变压器的设计。对变换器的正反向工作原理和调制策略进行了详细分析,最后搭建了一台最大功率为3kW的实验样机,实现了400V直流母线与105~420V的蓄电池组之间的双向功率变换,完成了系统实验。实验结果验证了该变换器可实现双向功率变换,并且具有宽电压增益和高效率。 展开更多

关键词 双向DC/DC变换器 宽电压增益 定频PWM控制 软开关

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应用于超级电容储能的开关准Z源双向DC/DC变换器研究 被引量：4

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作者 戴云飞 祝龙记 《广西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第3期11-19,共9页

为了解决超级电容储能系统中超级电容升降压变换比较低以及输出电压波动较大的问题,同时在升压时提高充电速度,本文提出一种新颖的开关准Z源双向DC/DC变换器。该变换器添加了2个开关电容,升压过程中电压增益提升1/4,降压过程中降压系数... 为了解决超级电容储能系统中超级电容升降压变换比较低以及输出电压波动较大的问题,同时在升压时提高充电速度,本文提出一种新颖的开关准Z源双向DC/DC变换器。该变换器添加了2个开关电容,升压过程中电压增益提升1/4,降压过程中降压系数减小1/5,并使开关管的电压应力降低1/5。论述了超级电容升压放电模式以及充电降压模式的工作过程,并设计了电压/电流双闭环升压控制策略,使输出电压波动小于0.98%,电感电流幅度减小0.82 A。同时设计恒电流转恒电压降压控制策略,提升9.26%充电速率。MATLAB仿真证明了所提变换器的特性和理论分析。 展开更多

关键词 超级电容 储能系统 双向DC/DC变换器 宽电压增益范围 控制策略

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