非对称半桥交错并联输出式LLC谐振DC-DC变换器设计
2021-04-23张玮麟张耀昌刘东立
电机与控制应用 2021年3期
张玮麟, 张耀昌, 刘东立
(黑龙江科技大学 电气与控制工程学院,黑龙江 哈尔滨 150027)
0 引 言
在开关电源追求高功率密度化和高频化的背景下,LLC谐振技术迅速发展,能够良好实现软开关技术的LLC谐振变换器是开关电源领域研究的热点问题。同时,为了减小输出端电压纹波,增大变换器功率密度,交错并联技术通常在大功率场合也得以应用。
文献[1]提出了一种CLLLC谐振式双向桥式DC-DC变换器,对其工作特性进行了分析,给出了软开关实现的仿真结果,但是缺少理论分析,结果可靠性较低。文献[2]提出了L-LLC谐振型双向DC-DC变换器的最优控制策略,但是控制策略过于复杂难以实现。文献[3]提出了一种三电平LLC谐振变换器及其控制方法,电路结构具有创新性,但电路结构复杂,可靠性低且实用性不强。文献[4-6]对LLC变换器的高频特性进行了分析,但是分析的模型太过理想化,不适合实际应用。文献[7-9]对不同结构的LLC变换器效率特性进行了分析,给出了提高效率的途径,具有一定的借鉴意义。
为了提高变换器的功率密度和输出容量,基于交错并联技术,设计了一种交错并联输出式LLC谐振DC-DC变换器,通过变压器的二次侧分级,使得两路输出端交错并联,实现提高功率密度的目的。分析了不同工作频率下的变换器工作原理,研究了变换器的功率特性,对LLC变换器系统的等效进行分析电路。对设计的交错并联输出式LLC谐振DC-DC变换器进行了电路仿真和样机测试,验证了设计的变换器在工作过程中开关管能够实现零电压开关(ZVS),效率得到有效提高,在增大输出容量的同时提升了变换器功率密度。……
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