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基于SiC器件车载双向全桥CLLC谐振变换器设计及其控制方法研究

2021-06-08王涛罗文广

广西科技大学学报 2021年2期

王涛 罗文广

摘  要:针对传统的控制策略动态性能不足,电压达到稳态值较慢,受到负载切换扰动较大及SiC mosfet反向导通压降较大等缺点,提出了一种对CLLC谐振变换器的自抗扰控制策略,在无需对CLLC谐振变换器精确建模的情况下,建立扩张状态观测器和设计PD控制器,将副边设计为有源整流桥,以提升动态响应性能,降低超调量,减小超调时间,减少谐波含量,在不增加额外器件的情况下减小损耗,进一步提升变换器的功率密度,降低了二极管压降对于整流电压的不利影响,对输出电压进行参数优化.设计了一个输入为350 V,输出为300 V,功率3 kW的双向全桥CLLC谐振变换器,以罗姆公司sct3060al-e SiC mosfet的数据为例,运用该方法通过simulink对变换器进行正向、反向仿真验证.结果表明,与传统控制策略对比仿真,其超调量从3.3%降低至1.6%,且超调时间更短,系统谐波含量更少.验证了对于CLLC谐振变换器采用自抗扰控制相比于传统控制策略具有超调量小、调节时间短、输出电能质量好的优点.

关键词:CLLC谐振变换器;自抗扰控制;SiC器件;软开关

中图分类号:TM46DOI:10.16375/j.cnki.cn45-1395/t.2021.02.006

0引言

随着科技的发展,在电力电子领域,对功率变换器的功率密度、转换效率、动态性能等要求不断提高[1-3].目前将新兴的宽禁带半导体材料应用于功率变换器成为热点话题.宽禁带半导体材料优越的特性为电力电子技术发展带来了新的提升.相较于硅材料,碳化硅材料具有更高的电子饱和速度、更低的功率器件功率损耗,且碳化硅材料……

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