LLC諧振變換器具有軟開關(guān)特性可在全負(fù)載范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)原邊開關(guān)管零電壓開通和副邊整流二極管零電流關(guān)斷,具有低開關(guān)損耗,高效率,大功率密度的優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于DC/DC電源的設(shè)計(jì)。但是,受器件應(yīng)力、輸出紋波等因素的影響,單個(gè)LLC諧振變換器在大功率、大電流場(chǎng)合應(yīng)用受到限制。多個(gè)電源并聯(lián)是電源功率擴(kuò)容的常用方法,但如何保證良好的并聯(lián)均流特性是該方法面臨的主要問題。受工藝制造水平的限制和環(huán)境因素的影響,各個(gè)并聯(lián)模塊的參數(shù)不一致,會(huì)導(dǎo)致各模塊電流不均衡。LLC諧振變換器并聯(lián)均流對(duì)諧振網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的差異很敏感,較小的參數(shù)差異也會(huì)引起負(fù)載電流的不平衡,導(dǎo)致負(fù)載調(diào)整率較差、調(diào)頻范圍過寬。本文首先研究了單個(gè)半橋LLC諧振變換器,利用基波分析法建立其等效模型,闡述了其工作原理和增益特性,并依據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行了的參數(shù)的計(jì)算。接著,建立了雙相LLC諧振變換器的并聯(lián)等效模型,引入失衡度參考量評(píng)價(jià)兩路變換器輸出電流的不平衡程度,根據(jù)模型推導(dǎo)出失衡度與諧振參數(shù)關(guān)系式,分析了三個(gè)諧振參數(shù)及其組合對(duì)并聯(lián)系統(tǒng)均流的影響,并通過仿真進(jìn)行了驗(yàn)證。然后,提出了一種基于虛擬阻抗的均流控制策略,該策略將一個(gè)虛擬阻抗串聯(lián)到諧振網(wǎng)絡(luò)中,通過它來... 

【文章來源】：西南科技大學(xué)四川省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

<<時(shí)的工作波形

13率和品質(zhì)因數(shù)三個(gè)參數(shù)共同決定，其中電感比值和品質(zhì)因數(shù)與電路參數(shù)有關(guān)聯(lián)。而LLC諧振變換器通過調(diào)節(jié)工作頻率來改變?cè)鲆�，從而達(dá)到調(diào)節(jié)輸出電壓的目的。所以在LLC諧振變換器的電路參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中，有必要先分析電感比值和品質(zhì)因數(shù)對(duì)增益的影響規(guī)律，再根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)確定最優(yōu)化電路參數(shù)。本文借助Mathcad工具繪制出增益在不同情況下的函數(shù)曲線簇并對(duì)其進(jìn)行分析。(1)不同值情況下，分析增益特性：取=0.6時(shí)，根據(jù)不同值(=1、2、5、8、10、12)繪制出對(duì)應(yīng)電壓增益曲線，如圖2-5所示。從圖中可知，不同的取值情況下，對(duì)應(yīng)的增益范圍和頻率變化范圍有所不同。在越小時(shí)，工作頻率變化范圍就越小，即<<；同時(shí)對(duì)應(yīng)的增益變化范圍就越大，即>>。根據(jù)值變化對(duì)增益的影響規(guī)律可以得出：選擇較小的值不僅可以獲得較高的增益，還能縮小工作頻率范圍，有助于控制器設(shè)計(jì)和EMI電路的選擇。但越小的值就意味著勵(lì)磁電感越小，這將使勵(lì)磁電流增大從而加重系統(tǒng)的導(dǎo)通損耗。同時(shí)從控制角度出發(fā)，過小的工作范圍不利于系統(tǒng)調(diào)節(jié)輸出。因此，在選擇值時(shí)，需要綜合考慮電壓增益需求與變換器效率需求，通常值選取范圍在3~7之間。Δf1Δf2Δf3ΔG1ΔG2ΔG3圖2-5不同值對(duì)應(yīng)增益曲線(2)不同值情況下，分析增益特性：當(dāng)變換器的諧振網(wǎng)絡(luò)參數(shù)選定后，電感比值被確定不變，品質(zhì)因數(shù)隨負(fù)載變化而變化。這里取=5時(shí)，根據(jù)不同值(=0.1、0.5、1、2、10)可以繪制出對(duì)應(yīng)的電壓增益曲線簇，如圖2-6所示。從圖中可知，隨著負(fù)載變重(值變大)，所對(duì)應(yīng)的電壓增益峰值減小，拐點(diǎn)頻率增大。這就意味著滿載對(duì)應(yīng)著最大的值和最小的開關(guān)頻率。諧振網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗特性會(huì)隨工作頻率變化呈現(xiàn)容性、阻性或感性。將、和代入式(2-6)，輸入阻抗可進(jìn)一步表示為：

15關(guān)管的零電壓開通(ZVS)，其輸入阻抗始終為感性。a區(qū)b區(qū)c區(qū)圖2-6不同值對(duì)應(yīng)增益曲線綜上所述分析，系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)開關(guān)管零電壓開通，需要滿足輸入阻抗為感性這個(gè)前提，所以一般將電路設(shè)計(jì)在b、c區(qū)。在工程設(shè)計(jì)時(shí)，要注意負(fù)載和增益范圍，使變換器在全負(fù)載范圍內(nèi)滿足增益需求。選擇較小的值，有利于變換器在較小的頻率變化范圍內(nèi)得到更高的電壓增益，但要獲得最低電壓增益，就需要更多的開關(guān)頻率；選擇較大的值，可以提高負(fù)載功率，工作頻率范圍更寬，但可能會(huì)進(jìn)入容性區(qū)而無法實(shí)現(xiàn)ZVS，不利于變換器穩(wěn)定運(yùn)行。2.3LLC諧振變換器設(shè)計(jì)根據(jù)前兩節(jié)對(duì)半橋LLC諧振變換器拓?fù)涞姆治�，可知變換器電路參數(shù)比較多且相互影響。所以在制作實(shí)驗(yàn)樣機(jī)前，需確定基本的設(shè)計(jì)要求，包括輸入電壓、輸出電壓和輸出功率等參數(shù)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行諧振網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)計(jì)、功率變壓器設(shè)計(jì)、功率器件應(yīng)力計(jì)算等。LLC諧振變換器具體設(shè)計(jì)指標(biāo)如下表2-1所示。表2-1LLC諧振變換器設(shè)計(jì)指標(biāo)參數(shù)最小值額定值最大值單位輸入電壓350380400V輸出電壓445458V輸出電流28A輸出功率1500W工作頻率84126180kHz2.3.1諧振網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)計(jì)

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3351479