基于LCC谐振变换器的锂电池充电电路
2021-06-03廖鸿飞帅定新龙涛元
电源技术 2021年5期
廖鸿飞,帅定新,龙涛元
(1.中山火炬职业技术学院,广东中山 528400;2.攀枝花学院,四川 攀枝花 510642)
锂电池由于具有单体输出电压高、循环寿命长、比能量大、体积小、自放电低、无记忆效应、无污染和工作温度范围宽等优点,被广泛地应用于电动车、储能、便携式电子产品[1]等领域。锂离子电池在使用过程中要进行充电,充电器成为锂电池关键配套设备。
由于LLC 谐振变换器电路拓扑在宽输入范围和全负载范围内,能实现开关管的零电压开关(ZVS)和次级整流二极管的零电流开关(ZCS)[2],因此成为了锂离子电池充电装置的常用拓扑结构[3]。但是当负载变化时,LLC 谐振变换器的工作频率变化范围较大[4],为了满足锂电池的恒流恒压充电要求,LLC 谐振变换器需要在恒流阶段采用变频控制,在恒压涓流或空载时采用移相控制或跳周期模式等多种控制方式相结合的控制方式[5-7],导致变换器存在噪音大、输出纹波大等缺点。
LCC 谐振变换器不仅具有与LLC 谐振变换器相同的软开关特性,在轻载时只需要变频控制就可以调节输出,在固有谐振频率时其工作频率与负载无关[8],具有良好的恒流特性。因此LCC 谐振变换器在高压脉冲恒流电源[9-10]、LED 驱动电源[11-12]中得到了应用。然而由于高压脉冲电源和LED 驱动的负载特性与锂电池不同,不需要恒压涓流状态,因此其设计方法与锂电池充电电路要求存在一定差别。为了简化分析计算,在对恒流模式LCC 谐振变换器分析时将负载等效为电阻。因等效模型不够精确,开关频率工作范围变化较大。……
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