双向CLLC谐振变换器的参数设计方法研究 被引量：4

1

作者 王弘珺 郁专 谢少军 《电源学报》 北大核心 2025年第1期11-20,66,共11页

CLLC谐振变换器可实现双向功率传输,具有高效率、高功率密度的特点,但传统的参数设计方法步骤繁琐,需迭代多次才能取得合适的功率电路参数。为此,深入分析双向CLLC变换器工作原理和工作特性,提出1种新的参数设计方法。综合考虑全工作范... CLLC谐振变换器可实现双向功率传输,具有高效率、高功率密度的特点,但传统的参数设计方法步骤繁琐,需迭代多次才能取得合适的功率电路参数。为此,深入分析双向CLLC变换器工作原理和工作特性,提出1种新的参数设计方法。综合考虑全工作范围软开关、设计指标约束及高效率优化条件,缩小设计参数的可选范围,优化设计步骤,有效减少了变换器参数设计过程的复杂度。结合工业场合下48~380 V/kW双向直流变换应用需求,给出了具体的参数设计步骤和结果,并研制出了样机,通过实验测试验证了所提参数设计方法的正确性和有效性。 展开更多

关键词 cllc谐振变换器 参数设计 软开关 双向直流变换器

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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

2

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

3

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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基于简化时域模型的CLLC直流变换器参数设计 被引量：21

4

作者 赵子先 康龙云 +2 位作者 于玮 张健彬 李杰 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第5期1262-1274,共13页

CLLC直流变换器的谐振腔参数设计是其稳定运行的保障,但现有的基于基波分析的设计方法并不能实现参数设计的准确与高效。该文从设计的角度出发,首先分析了基波分析在设计上的局限性,接着在CLLC直流变换器时域分析结果的基础上,选取设计... CLLC直流变换器的谐振腔参数设计是其稳定运行的保障,但现有的基于基波分析的设计方法并不能实现参数设计的准确与高效。该文从设计的角度出发,首先分析了基波分析在设计上的局限性,接着在CLLC直流变换器时域分析结果的基础上,选取设计中需要考虑的运行模式进行分析,并通过简化处理,建立CLLC直流变换器的简化时域模型,导出了可以用于参数设计的增益公式与边界条件,并讨论不同控制目标下的设计依据。根据该文方法得到的设计公式形式简洁,准确度高,大大简化了设计的步骤。在此基础上,该文给出一套完整的设计思路,并应用该方法设计了一台5kW的CLLC直流变换器样机,仿真与实验的结果均证明了该方法的正确性。 展开更多

关键词 cllc直流变换器 谐振腔参数设计 简化时域模型

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间接矩阵谐振型电力电子变压器高频环节特性分析与开关频率设计方法 被引量：1

5

作者 赵聪 胡钰杰 +3 位作者 胡洋 高范强 徐飞 李子欣 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第2期704-713,I0025,共11页

串联谐振型直流变换器(series-resonant DC-DC converter,SRC)是电力电子变压器的核心元件,但电容等储能元件体积大是制约电力电子变压器功率密度提高的重要因素之一,为此应尽量减小电容等无源元件体积。然而,当SRC直流侧电容减小,尤其... 串联谐振型直流变换器(series-resonant DC-DC converter,SRC)是电力电子变压器的核心元件,但电容等储能元件体积大是制约电力电子变压器功率密度提高的重要因素之一,为此应尽量减小电容等无源元件体积。然而,当SRC直流侧电容减小,尤其是与谐振电容基本相当时,其高频环节电流特性与传统的直流电容较大的SRC存在很大不同。为解决上述问题,该文对比分析半桥型SRC、全桥型SRC和半桥全桥混合的SRC(混合型SRC)在不同直流电容与谐振电容比值情况下的高频环节电流特性,求解得到实现软开关时3种典型SRC开关频率设计应满足的超越方程,进一步得到其开关频率与谐振频率比值解析表达式,据此提出3种SRC高频环节开关频率设计方法。最后,通过实验验证高频环节特性分析正确性和所提出的开关频率设计方法有效性。 展开更多

关键词 间接矩阵谐振型电力电子变压器 串联谐振直流变换器 高频链路 软开关 开关频率设计

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多电平均压型直流变换器输入电流纹波抑制策略 被引量：3

6

作者 倪梦涵 杨晓峰 +2 位作者 王淼 李世翔 郑琼林 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第16期3354-3364,共11页

多电平均压型直流变换器(MVBDC)在中高压直流变换领域具有良好的应用前景,然而随着电平数的提高,MVBDC中谐振单元数目增加,易引起较大的输入电流纹波,进而影响变换器效率和器件寿命。该文以常见的耦合型和解耦型MVBDC为例,在分析MVBDC... 多电平均压型直流变换器(MVBDC)在中高压直流变换领域具有良好的应用前景,然而随着电平数的提高,MVBDC中谐振单元数目增加,易引起较大的输入电流纹波,进而影响变换器效率和器件寿命。该文以常见的耦合型和解耦型MVBDC为例,在分析MVBDC输入电流纹波与各级谐振电流之间关系基础上,提出一种输入电流纹波抑制策略。通过调整各谐振电流之间的相位,可有效降低MVBDC输入电流纹波、提高变换器效率。最后,通过搭建仿真模型和实验平台验证了上述理论分析的正确性和有效性。 展开更多

关键词 多电平均压型直流变换器 中高压直流变换 电流纹波 效率 谐振

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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

7

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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面向储能系统应用的隔离型双向DC-DC变换器分析方法与控制技术综述 被引量：64

8

作者 孙凯 陈欢 吴红飞 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2019年第8期1-9,共9页

对储能系统中的隔离型双向DC-DC变换器进行了较为全面的调研。首先介绍了储能系统的研究发展背景和其对高效率高功率密度隔离型双向DC-DC变换器的要求,然后对近年来隔离型双向DC-DC变换器的国内外研究现状进行了综述,并着重对CLLC谐振... 对储能系统中的隔离型双向DC-DC变换器进行了较为全面的调研。首先介绍了储能系统的研究发展背景和其对高效率高功率密度隔离型双向DC-DC变换器的要求,然后对近年来隔离型双向DC-DC变换器的国内外研究现状进行了综述,并着重对CLLC谐振变换器和双有源桥(DAB)变换器的分析方法和控制技术进行了比较分析。CLLC谐振变换器和DAB变换器都适合于未来大规模储能系统的应用需要,其中DAB变换器技术已经趋于更加成熟,有望率先实现规模化应用,CLLC谐振变换器则在中小功率范围内更具效率、功率密度的优势,随着设计技术和制造工艺的不断进步,其应用前景也十分广阔。 展开更多

关键词 储能系统 隔离型双向直流变换器 双有源桥 谐振变换器

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CLTLC多谐振变换器的磁集成方法 被引量：7

9

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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用于直流电网的高压大容量DC/DC变换器拓扑研究 被引量：67

10

作者 魏晓光 王新颖 +1 位作者 高冲 张升 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第S1期218-224,共7页

随着世界范围内大力发展直流电网,作为直流电网中关键器件之一的高压大容量DC/DC变换器的研究尤为重要。针对目前关于DC/DC变换器研究主要集中于中低压小功率场合的现状,该文首先从多个角度对直流电网用的高压大容量DC/DC变换器进行了... 随着世界范围内大力发展直流电网,作为直流电网中关键器件之一的高压大容量DC/DC变换器的研究尤为重要。针对目前关于DC/DC变换器研究主要集中于中低压小功率场合的现状,该文首先从多个角度对直流电网用的高压大容量DC/DC变换器进行了需求分析;其次,对现有文献中提出的适用于直流电网的DC/DC变换器拓扑进行了研究,并将输入端串联输出端串联(input-series output-series,ISOS)结构和低压DC/DC变换器相结合,提出了用于直流电网中输入端和输出端均为高电压场合的ISOS型DC/DC变换器。比较分析了不同拓扑变换器的电压变比、开关器件的电气应力和故障处理能力等,为选择合适的高压大容量DC/DC变换器拓扑提供了依据。 展开更多

关键词 高压大容量DC/DC变换器 直流电网 晶闸管谐振式DC/DC变换器 模块化多电平换流器型DC/AC/DC变换器 输入串联输出串联型DC/DC变换器

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一种减小三相级联型PET各中间直流侧电容的方法 被引量：8

11

作者 刘闯 齐瑞鹏 +3 位作者 刘海军 葛树昆 支月媚 徐鑫哲 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2017年第11期46-53,共8页

三相级联型电力电子变压器(PET)因其模块化和可扩展性而得到广泛应用,但其中间直流侧中限制功率波动的大电容会降低其功率密度。为解决这一问题,提出一种基于DC-DC谐振变换器的三相级联型PET正弦功率传输概念,以减小中间直流侧电容,将... 三相级联型电力电子变压器(PET)因其模块化和可扩展性而得到广泛应用,但其中间直流侧中限制功率波动的大电容会降低其功率密度。为解决这一问题,提出一种基于DC-DC谐振变换器的三相级联型PET正弦功率传输概念,以减小中间直流侧电容,将交流侧2倍频率的功率波动传递到公共直流侧,并保证了恒定的直流电源。当谐振变换器工作在近似谐振模式下时,可以简单有效地实现正弦功率传输概念,并简化PET控制结构实现单级控制。虽然PET的正弦传输只有较小的功率因数调节能力,但是它可以有效地减小单向功率传输的PET的电容和制造成本。研制并测试一台样机,实验结果验证了对于基于DC-DC谐振变换器的三相级联型PET正弦功率传输的可行性。 展开更多

关键词 三相级联型电力电子变压器 正弦功率传输 2倍频率 中间直流侧电容 功率密度 DC-DC谐振变换器 准谐振模式

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