串联谐振型DAB变换器回流功率及损耗优化策略

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作者 李宁 杨家林 +2 位作者 田博文 李洁 张岩 《电源学报》 北大核心 2025年第5期1-9,共9页

以串联谐振型DAB变换器SRDAB(series resonant DAB)为研究对象,针对在移相调制策略下SRDAB变换器运行效率的问题,提出1种回流功率减小的效率优化策略。首先,在移相调制下建立SRDAB变换器传输效率的数学模型,推导出变换器工作时回流功率... 以串联谐振型DAB变换器SRDAB(series resonant DAB)为研究对象,针对在移相调制策略下SRDAB变换器运行效率的问题,提出1种回流功率减小的效率优化策略。首先,在移相调制下建立SRDAB变换器传输效率的数学模型,推导出变换器工作时回流功率的数学表达式,得出影响变换器回流功率的参数。其次,计算变换器运行时产生的暂态损耗与通态损耗数学表达式,构建变换器运行效率数学模型,得出移相比和开关频率与谐振频率之比二者与变换器效率的关系,进而优化这2个关键参数使运行效率提升。最后,通过搭建仿真和实验电路验证了效率优化策略的正确性和有效性。 展开更多

关键词 串联谐振型DAB变换器 损耗计算 效率优化 功率回流

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考虑开关结电容的高频谐振型DC-DC变换器实时仿真建模方法研究

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作者 孙宗辉 郭希铮 +2 位作者 王诗楠 王玉乐 游小杰 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第10期3973-3983,I0034,共12页

开关结电容在高频谐振型DC-DC变换器开关暂态实现过程中起主要作用,但在二值电阻模型中增加结电容将导致仿真步长与计算量大幅增加。为此,该文提出一种考虑开关结电容的实时仿真建模方法。首先,通过建立等效的状态方程,将变换器模型分... 开关结电容在高频谐振型DC-DC变换器开关暂态实现过程中起主要作用,但在二值电阻模型中增加结电容将导致仿真步长与计算量大幅增加。为此,该文提出一种考虑开关结电容的实时仿真建模方法。首先,通过建立等效的状态方程,将变换器模型分割为系统级模型与器件级模型从而减小模型矩阵的乘法运算量。其次,采用双时钟域现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)实现方案优化时序路径。最后,在FPGA上实现250kHz开关频率的全桥型LLC谐振变换器实时仿真建模,系统级模型仿真步长为50ns,器件级模型仿真步长可低至10ns,验证所提方法在开关暂态快速仿真中的实用性。由FPGA资源利用率及实验对比结果所知,所提建模方法可以实现较低的FPGA资源消耗并具有较高的精度。 展开更多

关键词 开关结电容 高频谐振型DC-DC变换器 二值电阻模型 实时仿真 双时钟域 现场可编程门阵列

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基于同步PWM控制的双向CLLLC谐振型直流变换器运行特性分析 被引量：12

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作者 李舒成 刘邦银 +1 位作者 姜庆 段善旭 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第S02期543-552,共10页

针对直流配网中用于实现电气隔离以及能量双向传输的双向DC-DC变换器,提出了一种基于同步PWM控制的双向CLLLC谐振型变换器。该变换器结构简单,控制易实现,具有良好的软开关能力,较普通变频控制的双向谐振型变换器又具有正反向工作特性... 针对直流配网中用于实现电气隔离以及能量双向传输的双向DC-DC变换器,提出了一种基于同步PWM控制的双向CLLLC谐振型变换器。该变换器结构简单,控制易实现,具有良好的软开关能力,较普通变频控制的双向谐振型变换器又具有正反向工作特性一致、能量传输方向自然、平滑切换等特点。该文介绍变换器基本工作原理,并基于等效电路模型对该变换器平滑切换的功率传输特性以及软开关特性展开了详细分析,为变换器中谐振槽的参数设计和优化提供了有效指导。最后研制了一台1.65kW基于GaN HEMT的实验样机,峰值效率达到98.4%,实验验证本文所提变换器的可行性和理论分析的有效性。 展开更多

关键词 同步PWM控制策略 双向CLLLC谐振型变换器 GaN HEMT 平滑切换

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一种新颖的三电平软开关谐振型DC/DC变换器 被引量：64

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作者 顾亦磊 吕征宇 钱照明 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第8期24-28,共5页

该文提出一种新颖的三电平LLC串联电流谐振型DC/DC变换器。每个主开关电压应力是输入电压的一半,并且全范围实现ZVS而不用附加任何电路。整流二极管工作在ZCS状态。该变换器通过二次谐振的手段使得以较小的频率变化范围就可以实现较大... 该文提出一种新颖的三电平LLC串联电流谐振型DC/DC变换器。每个主开关电压应力是输入电压的一半,并且全范围实现ZVS而不用附加任何电路。整流二极管工作在ZCS状态。该变换器通过二次谐振的手段使得以较小的频率变化范围就可以实现较大的输入输出调节范围。整个变换器只需一颗磁元件。该变换器在高压端输入时效率较高,应用在要求有保持时间的电源产品上特别有利。文中通过一个500V-700V输入,54V/10A输出的样机验证了它的工作原理和特点。该样机在额定条件下效率达到94.7％。 展开更多

关键词 三电平软开关谐振型DC/DC变换器 脉宽调制 谐振电流 二极管

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交错并联双向CLLC型谐振变换器中U+U型磁集成变压器的设计 被引量：14

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作者 杨玉岗 武艳秋 +2 位作者 孙晓钰 郭词 田华松 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期282-291,共10页

交错并联技术提高了变换器的传输容量,但增加了系统的元器件数量,特别是变压器、电感等磁性元件,通过磁集成技术可减少磁件的数量和损耗。传统的磁集成变压器结构多采用EE型结构,绕组和气隙分布在边柱上,因而造成磁压、磁通分布不均等问... 交错并联技术提高了变换器的传输容量,但增加了系统的元器件数量,特别是变压器、电感等磁性元件,通过磁集成技术可减少磁件的数量和损耗。传统的磁集成变压器结构多采用EE型结构,绕组和气隙分布在边柱上,因而造成磁压、磁通分布不均等问题,且绕组完全包围气隙,使得扩散磁通和绕组交链产生涡流损耗。因此该文提出一种U+U型磁集成变压器结构,给出集成变压器的设计方法及参数,为与传统EE型磁集成变压器对比,利用ANSYS软件进行仿真,并通过一台400~48V/1kW的实验样机,对两种集成变压器结构进行对比实验,验证了所提U+U型磁集成变压器的优越性。 展开更多

关键词 交错并联 双向CLLC 型谐振变换器 U+U 型磁集成变压器 EE 型磁集成变压器

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应用于宽输入电压范围的两模式切换型软开关谐振直流变换器 被引量：14

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作者 刘瑞欣 王议锋 +2 位作者 韩富强 杨良 冀睿琳 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第22期4739-4749,共11页

该文提出一种具有两模式切换运行特性的软开关谐振型直流变换器,通过控制辅助开关管的通断,来改变谐振腔结构进而决定变换器的运行模式。该变换器共有两种工作模式:LLC模式和LLCC模式。结合LLC谐振变换器的参数设计方法及所提变换器的特... 该文提出一种具有两模式切换运行特性的软开关谐振型直流变换器,通过控制辅助开关管的通断,来改变谐振腔结构进而决定变换器的运行模式。该变换器共有两种工作模式:LLC模式和LLCC模式。结合LLC谐振变换器的参数设计方法及所提变换器的特点,设计出可以同时满足两种运行模式要求的参数。通过对模式切换点进行优化选择,变换器可以在较窄的频率范围内同时实现高效率和宽增益范围的目标。另外,在不增加拓扑复杂度的基础上引入额外的谐振零点,实现了内在的过电流保护功能。最后,搭建一台1kW的实验样机来验证上述理论分析的正确性。实验结果表明:所提变换器具有优良的性能,当输入电压从150~400V变化时,输出电压一直稳定在400V,所测最高效率值为97.3%。 展开更多

关键词 模式切换 软开关 谐振型直流变换器 高转换效率 宽输入电压范围

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CLTLC多谐振变换器的磁集成方法 被引量：7

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作者 王议锋 刘瑞欣 +1 位作者 韩富强 孟准 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期380-388,共9页

基于印制电路板(PCB)绕组及平面变压器技术,提出一种仅包含单一磁件的磁集成设计方案,可有效解决多谐振变换器中磁性元件数量过多的问题,并将其成功应用到CLTLC多谐振变换器中。该变换器的所有磁性元件,包括两个谐振电感和两个高频变压... 基于印制电路板(PCB)绕组及平面变压器技术,提出一种仅包含单一磁件的磁集成设计方案,可有效解决多谐振变换器中磁性元件数量过多的问题,并将其成功应用到CLTLC多谐振变换器中。该变换器的所有磁性元件,包括两个谐振电感和两个高频变压器,都可集成到EIE型磁心结构中。为实现变压器励磁电感和漏感的解耦控制,利用矩阵变压器思想和绕组不均匀分布设计,在磁心的中柱引入一定气隙,可得到一种新型E型磁心结构。另外,基于该结构,建立变压器的磁阻模型,从数学角度对所提磁集成方案进行论证。同时,给出最终的磁集成设计方案。最后,建立一台额定功率为1kW的CLTLC多谐振变换器样机,并进行了相关实验。实验结果验证了所提磁集成设计方案的可行性和有效性,变换器的最大效率可达96.45%。 展开更多

关键词 PCB绕组 平面变压器 不均匀分布绕组 谐振型直流变换器 高转换效率

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一种谐振复位型正激电路的新型同步整流自驱动方案 被引量：1

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作者 徐振 韩爱娟 《机电工程》 CAS 2008年第9期100-102,108,共4页

为了改善谐振复位型正激电路副边续流同步整流管的开关工作状态,采用了一种新型的正激电路同步整流的的自驱动方案,该方案通过一个辅助电感的线路,使得续流管的驱动电压能快速建立,从而减少了同步整流管的开关损耗,通过一个40 W的模块... 为了改善谐振复位型正激电路副边续流同步整流管的开关工作状态,采用了一种新型的正激电路同步整流的的自驱动方案,该方案通过一个辅助电感的线路,使得续流管的驱动电压能快速建立,从而减少了同步整流管的开关损耗,通过一个40 W的模块电源上的整机试验,表明了该方案能有效地提高谐振复位型正激电路的效率。 展开更多

关键词 谐振复位型正激变换器 同步整流 自驱动电路

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一种应用于储能系统的两级式直流变换器拓扑与设计 被引量：5

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作者 孔玮 屈克庆 +3 位作者 孙凯 林翔 牟树君 周友 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2019年第8期10-18,共9页

针对储能系统功率双向流动和宽工作电压范围的特点设计了一种CLLC谐振型直流变换器级联交错Buck/Boost变换器的两级式直流变换器。首先,给出了两级式直流变换器的参数设计方法,基于电路的等效变换可以将CLLLC谐振腔简化为CLLC谐振腔,从... 针对储能系统功率双向流动和宽工作电压范围的特点设计了一种CLLC谐振型直流变换器级联交错Buck/Boost变换器的两级式直流变换器。首先,给出了两级式直流变换器的参数设计方法,基于电路的等效变换可以将CLLLC谐振腔简化为CLLC谐振腔,从而减少磁性元件数目,有利于磁性元件的集成。然后,介绍了两级式直流变换器的控制方法,并通过仿真验证了两级式直流变换器的工作原理和控制方法的正确性。最后,通过一台1kW的两级式直流变换器和DAB变换器的实验结果对比表明,设计的两级式直流变换器能够在宽工作电压范围内保持较高的运行效率,最高运行效率接近96%,重载效率明显高于传统的DAB变换器,更适合作为储能系统的双向直流变换器接口。 展开更多

关键词 储能系统 CLLC谐振型直流变换器 两级式直流变换器

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解析PRT自激励振方式VRC软开关变换电源技术

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作者 马洪勃 《现代电子技术》 2009年第12期185-188,共4页

从正交型变压器PRT的结构和控制技术出发,对先进的自激励振方式VRC软开关变换电源技术进行解析。利用电路图和工作波形图,重点说明自激励振方式VRC的4种控制方式的电路构成原理,简要阐述它们之间的区别、工作原理和实用技术参数。这4种... 从正交型变压器PRT的结构和控制技术出发,对先进的自激励振方式VRC软开关变换电源技术进行解析。利用电路图和工作波形图,重点说明自激励振方式VRC的4种控制方式的电路构成原理,简要阐述它们之间的区别、工作原理和实用技术参数。这4种控制方式是:并联谐振频率控制方式、谐振电压脉冲宽度控制方式、升压型电压控制方式和复合控制方式。它们都是基于控制PRT电感量来实现自动稳定输出电压的自激励振方式的软开关变换电源技术。 展开更多

关键词 正交型变压器 自激励振 电压谐振型变换器 频率控制 脉冲宽度 升压型 复合控制 开关变换电源

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级联H桥型电力电子变压器隔离级高频电流波动抑制策略 被引量：15

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作者 张航 李耀华 +4 位作者 高范强 李子欣 赵聪 王平 张宸宇 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2020年第7期130-138,共9页

串联谐振型双有源桥变换器(DABSRC)由于具有控制简单及软开关范围宽的特点,可用在级联H桥型电力电子变压器隔离级DC-DC电能变换环节中。考虑电力电子变压器各相单元存在二倍电网工频瞬时功率波动,导致隔离级DABSRC高频电流幅值呈现相同... 串联谐振型双有源桥变换器(DABSRC)由于具有控制简单及软开关范围宽的特点,可用在级联H桥型电力电子变压器隔离级DC-DC电能变换环节中。考虑电力电子变压器各相单元存在二倍电网工频瞬时功率波动,导致隔离级DABSRC高频电流幅值呈现相同波动,且过大波动将会增加隔离级开关器件导通损耗和电流应力。为解决该问题,文中以优化高频电流有效值为目标,提出一种零序电压注入控制策略,通过在交流侧级联H桥变换器中注入零序电压,降低了隔离级DABSRC开关器件电流应力。最后,利用苏州同里10 kV交流/750 V直流3 MVA级联H桥型电力电子变压器工程示范样机进行验证,仿真及样机测试结果证明了控制方法的有效性。 展开更多

关键词 级联H桥 电力电子变压器 串联谐振型双有源桥变换器 零序电压注入 电流应力

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电力电子变压器电磁暂态仿真步长选取方法 被引量：1

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作者 王晗玥 孙昱昊 +1 位作者 高晨祥 许建中 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2023年第7期2840-2849,共10页

电力电子变压器(powerelectronictransformer,PET)在能源互联网与分布式新能源发电并网中发挥着重要作用。为精确拟合高频开关过程,PET常采用小步长仿真,但受限于仿真资源与效率,仿真步长不能取得过小,选取合理的仿真步长是获取最佳仿... 电力电子变压器(powerelectronictransformer,PET)在能源互联网与分布式新能源发电并网中发挥着重要作用。为精确拟合高频开关过程,PET常采用小步长仿真,但受限于仿真资源与效率,仿真步长不能取得过小,选取合理的仿真步长是获取最佳仿真效率与精度的关键。该文提出一种基于复频域导纳分析的PET电磁暂态仿真步长选取方法。首先,通过数值积分截断误差揭示了仿真步长对仿真精度的影响机理,明确高频变压器端口仿真误差为主要分析对象;其次,分别针对非谐振型变压器与谐振型变换器,以高频变压器端口复频域导纳、离散化导纳之间的关系表征积分算法引入的误差,得到可接受误差范围对应的仿真步长上限;最后,综合考虑高次谐波对仿真误差的影响,提出电力电子变压器电磁暂态仿真步长选取方法。以上理论均在PSCAD/EMTDC中仿真验证。 展开更多

关键词 电力电子变压器 仿真步长 高频变压器 复频域导纳 非谐振型变换器 谐振型变换器

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