CLLLC諧振型雙向DCDC變換器的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-14 16:43
隨著電力電子變換器技術(shù)的日益成熟,傳統(tǒng)LLC諧振變換器作為DC/DC變換器中的一個(gè)代表,在直流微電網(wǎng)、電動(dòng)汽車、能量路由器等各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。而傳統(tǒng)LLC諧振變換器在軟開關(guān)特性、能量雙向流動(dòng)性、電壓輸入范圍等方面都存在一些問題,需要更加深入研究。針對(duì)傳統(tǒng)LLC諧振型變換器存在的能量單向流動(dòng)和窄電壓輸入的問題,提出了一種基于變頻移相混合控制策略的CLLLC諧振型雙向DC/DC變換器。首先設(shè)計(jì)變換器結(jié)構(gòu),隔離變壓器的左右兩端為對(duì)稱式結(jié)構(gòu)。當(dāng)變換器工作在正向模式下,變壓器的左側(cè)為開關(guān)網(wǎng)絡(luò)電路,右側(cè)為整流網(wǎng)絡(luò)電路,反向模式下則相反。該電路結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)直流母線高電壓與低電壓側(cè)能量的雙向轉(zhuǎn)換。其次分析了變換器的工作過程,并運(yùn)用基波分析法建立變換器的交流電壓模型,得到了電壓增益?zhèn)鬟f函數(shù)。輸入電壓在700~750V時(shí)采用變頻控制,同時(shí)輸入電壓750V時(shí)切換為移相控制,從而拓寬了輸入電壓范圍。最后設(shè)計(jì)了變換器的各項(xiàng)器件參數(shù)和變換器的硬件電路及軟件程序,對(duì)變換器進(jìn)行了仿真和實(shí)驗(yàn)分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了變換器在滿足軟開關(guān)特性的前提下,實(shí)現(xiàn)了能量的雙向流動(dòng),以及在寬電壓輸入中,實(shí)現(xiàn)了電壓穩(wěn)定輸出。通過研究、...
【文章來源】:華北理工大學(xué)河北省
【文章頁(yè)數(shù)】:65 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
=10下的的電壓增益隨歸一化頻率變化的曲線圖
華北理工大學(xué)碩士學(xué)位論文-18-圖19k=10下的的電壓增益隨歸一化頻率變化的曲線圖Fig.19Curveofvoltagegainvs.normalizedfrequencyatk=10當(dāng)Q=2.0時(shí),使用Mathcad軟件描電壓增益關(guān)于k值變化的曲線,如圖20所示:圖20Q=2.0下的電壓增益隨歸一化頻率變化的曲線圖Fig.20Curveofvoltagegainvs.normalizedfrequencyatQ=2.0當(dāng)Q值不保持不變時(shí),可以從圖中看出當(dāng)k值變小時(shí),變換器的電壓增益峰值增大,開關(guān)頻率范圍變小,這樣可以使變換器磁性元件的設(shè)計(jì)變得容易很多,但是也會(huì)來更多問題,因?yàn)楫?dāng)諧振電感值保持不變時(shí),k值越小勵(lì)磁電感的值越小,但是勵(lì)磁電感的值變小的話會(huì)造成諧振電感流過的電流變大,從而使得諧振回路的損
華北理工大學(xué)碩士學(xué)位論文-46-表2仿真技術(shù)指標(biāo)與數(shù)值大小Table2Simulationtechnicalindicatorsandnumericalvalues當(dāng)變換器正向運(yùn)行時(shí),諧振電流Lr1i和勵(lì)磁電流Lmi的波形如下:圖43諧振電流Lr1i和勵(lì)磁電流Lmi的波形Fig.43WaveformofresonantcurrentLr1iandexcitationcurrentLmi如圖43所示,諧振電流為正弦波波形,驗(yàn)證了諧振過程的發(fā)生,而同時(shí)勵(lì)磁電感線性增加,在某一時(shí)刻與諧振電感電流相等,此時(shí)變換器的能量從變壓器斷開,無(wú)法傳遞,當(dāng)經(jīng)過電容的充放電之后,變換器的開關(guān)管實(shí)現(xiàn)軟開關(guān),也即實(shí)現(xiàn)零電壓開通。技術(shù)指標(biāo)數(shù)值大小輸入電壓700~800V輸出電壓300V開關(guān)頻率108kHz變頻移相切換電壓750V諧振電容r1C44nF諧振電容r2C396nF諧振電感r1L45uH諧振電感r2L15uH勵(lì)磁電感135uH變壓器變比3
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于STM32的數(shù)字控制LLC變換器研究[J]. 申宏偉,王建軍,張昊東,譚文華,萬(wàn)志華. 通信電源技術(shù). 2018(09)
[2]雙向全橋DC-DC變換器中大容量高頻變壓器繞組與磁心損耗計(jì)算[J]. 陳彬,李琳,趙志斌. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(22)
[3]基于變頻-移相混合控制的L-LLC諧振雙向DC-DC變換器[J]. 呂正,顏湘武,孫磊. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(04)
[4]雙向LLC諧振變換器特性分析[J]. 孫磊,張波,顏湘武,劉一凡. 電力科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào). 2016(01)
[5]考慮集膚效應(yīng)與鄰近效應(yīng)的變壓器諧波損耗模型[J]. 劉書銘,施紅,馮蕾. 電力自動(dòng)化設(shè)備. 2015(03)
[6]雙向CLLLC諧振型直流變壓器的分析與設(shè)計(jì)[J]. 陳啟超,紀(jì)延超,王建賾. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2014(18)
[7]LLC半橋式諧振變換器參數(shù)模型與設(shè)計(jì)[J]. 王鎮(zhèn)道,趙亞魁,章兢,吳旭,易峰. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2012(12)
[8]LLC諧振型軟開關(guān)直流變壓器的研究與實(shí)現(xiàn)[J]. 陳申,呂征宇,姚瑋. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2012(10)
[9]雙向全橋LLC諧振變換器的理論分析與仿真[J]. 楊子靖,王聰,辛甜,林帥,楊榮. 電源學(xué)報(bào). 2012(03)
[10]雙重移相控制的雙向全橋DC-DC變換器及其功率回流特性分析[J]. 趙彪,于慶廣,孫偉欣. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2012(12)
碩士論文
[1]基于SiC器件的全橋LLC諧振變換器的研究與開發(fā)[D]. 馮騰.華南理工大學(xué) 2018
[2]基于ARM的低速電動(dòng)車LLC充電技術(shù)研究[D]. 楊博.河北科技大學(xué) 2015
[3]基于數(shù)字控制的LLC諧振變換器研究[D]. 湯曉晨.南京航空航天大學(xué) 2012
本文編號(hào):3284515
【文章來源】:華北理工大學(xué)河北省
【文章頁(yè)數(shù)】:65 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
=10下的的電壓增益隨歸一化頻率變化的曲線圖
華北理工大學(xué)碩士學(xué)位論文-18-圖19k=10下的的電壓增益隨歸一化頻率變化的曲線圖Fig.19Curveofvoltagegainvs.normalizedfrequencyatk=10當(dāng)Q=2.0時(shí),使用Mathcad軟件描電壓增益關(guān)于k值變化的曲線,如圖20所示:圖20Q=2.0下的電壓增益隨歸一化頻率變化的曲線圖Fig.20Curveofvoltagegainvs.normalizedfrequencyatQ=2.0當(dāng)Q值不保持不變時(shí),可以從圖中看出當(dāng)k值變小時(shí),變換器的電壓增益峰值增大,開關(guān)頻率范圍變小,這樣可以使變換器磁性元件的設(shè)計(jì)變得容易很多,但是也會(huì)來更多問題,因?yàn)楫?dāng)諧振電感值保持不變時(shí),k值越小勵(lì)磁電感的值越小,但是勵(lì)磁電感的值變小的話會(huì)造成諧振電感流過的電流變大,從而使得諧振回路的損
華北理工大學(xué)碩士學(xué)位論文-46-表2仿真技術(shù)指標(biāo)與數(shù)值大小Table2Simulationtechnicalindicatorsandnumericalvalues當(dāng)變換器正向運(yùn)行時(shí),諧振電流Lr1i和勵(lì)磁電流Lmi的波形如下:圖43諧振電流Lr1i和勵(lì)磁電流Lmi的波形Fig.43WaveformofresonantcurrentLr1iandexcitationcurrentLmi如圖43所示,諧振電流為正弦波波形,驗(yàn)證了諧振過程的發(fā)生,而同時(shí)勵(lì)磁電感線性增加,在某一時(shí)刻與諧振電感電流相等,此時(shí)變換器的能量從變壓器斷開,無(wú)法傳遞,當(dāng)經(jīng)過電容的充放電之后,變換器的開關(guān)管實(shí)現(xiàn)軟開關(guān),也即實(shí)現(xiàn)零電壓開通。技術(shù)指標(biāo)數(shù)值大小輸入電壓700~800V輸出電壓300V開關(guān)頻率108kHz變頻移相切換電壓750V諧振電容r1C44nF諧振電容r2C396nF諧振電感r1L45uH諧振電感r2L15uH勵(lì)磁電感135uH變壓器變比3
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于STM32的數(shù)字控制LLC變換器研究[J]. 申宏偉,王建軍,張昊東,譚文華,萬(wàn)志華. 通信電源技術(shù). 2018(09)
[2]雙向全橋DC-DC變換器中大容量高頻變壓器繞組與磁心損耗計(jì)算[J]. 陳彬,李琳,趙志斌. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(22)
[3]基于變頻-移相混合控制的L-LLC諧振雙向DC-DC變換器[J]. 呂正,顏湘武,孫磊. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(04)
[4]雙向LLC諧振變換器特性分析[J]. 孫磊,張波,顏湘武,劉一凡. 電力科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào). 2016(01)
[5]考慮集膚效應(yīng)與鄰近效應(yīng)的變壓器諧波損耗模型[J]. 劉書銘,施紅,馮蕾. 電力自動(dòng)化設(shè)備. 2015(03)
[6]雙向CLLLC諧振型直流變壓器的分析與設(shè)計(jì)[J]. 陳啟超,紀(jì)延超,王建賾. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2014(18)
[7]LLC半橋式諧振變換器參數(shù)模型與設(shè)計(jì)[J]. 王鎮(zhèn)道,趙亞魁,章兢,吳旭,易峰. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2012(12)
[8]LLC諧振型軟開關(guān)直流變壓器的研究與實(shí)現(xiàn)[J]. 陳申,呂征宇,姚瑋. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2012(10)
[9]雙向全橋LLC諧振變換器的理論分析與仿真[J]. 楊子靖,王聰,辛甜,林帥,楊榮. 電源學(xué)報(bào). 2012(03)
[10]雙重移相控制的雙向全橋DC-DC變換器及其功率回流特性分析[J]. 趙彪,于慶廣,孫偉欣. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2012(12)
碩士論文
[1]基于SiC器件的全橋LLC諧振變換器的研究與開發(fā)[D]. 馮騰.華南理工大學(xué) 2018
[2]基于ARM的低速電動(dòng)車LLC充電技術(shù)研究[D]. 楊博.河北科技大學(xué) 2015
[3]基于數(shù)字控制的LLC諧振變換器研究[D]. 湯曉晨.南京航空航天大學(xué) 2012
本文編號(hào):3284515
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