半橋LLC型變換器參數(shù)優(yōu)化及功率密度分析
發(fā)布時間:2021-08-09 00:04
從半橋LLC型變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與工作原理分析入手,并采用基波分析法(FHA)對變換器進(jìn)行建模,得到變換器的直流增益、輸入阻抗和關(guān)鍵點電流公式,為后續(xù)的諧振參數(shù)優(yōu)化提供了數(shù)學(xué)依據(jù)。考慮到LLC參數(shù)的選擇對變換器的效率有很大影響,采用混沌-布谷鳥搜索算法對勵磁電感和諧振電感的取值進(jìn)行優(yōu)化,優(yōu)化算法的目標(biāo)函數(shù)由關(guān)鍵點電流來構(gòu)建,得到諧振參數(shù)對變換器效率的優(yōu)選值。然后,通過損耗分析結(jié)合熱仿真的方法來分析高功率密度型變換器的發(fā)熱情況及參數(shù)優(yōu)化的合理性。最后,通過實驗對相關(guān)結(jié)果進(jìn)行了驗證。
【文章來源】:電力電子技術(shù). 2020,54(07)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:5 頁
【部分圖文】:
圖4可知,在一定范圍內(nèi)增大勵磁電感,可??
半橋LLC型變換器參數(shù)優(yōu)化及功率密度分析??圖1?LLC變換器的拓?fù)??Fig.?1?Topology?of?LLC?converter??針對LLC型變換器拓?fù)洌捎茫疲龋吝M(jìn)行建??模,得到圖2所示等效電路'??圖2?LLC變換器的等效FHA??'hru?…U??電路??Fig.?2?Equivalent?FHA?circuit?of?LLC?converter??為簡化公式,進(jìn)行如下定義:諧振頻率/f1/(2tt_??VI^T),特性阻抗?2。=^17^7=217/4=1/(2?,),??品質(zhì)因數(shù)?W)?(tt2/8)?(/W。2),??電感比尺sZJLm歸一化開關(guān)頻率/?=/y/。??由相關(guān)文獻(xiàn)可得變換器直流電壓增益的具體??在虛曲線的左側(cè)輸入阻抗呈容性,在虛曲線的右??側(cè)輸入阻抗呈感性。輸入阻抗呈感性時,諧振電流??4滯后于諧振腔輸入電壓U/1B,此時MOSFET可以??實現(xiàn)零電壓開通(ZVS);輸入阻抗呈容性時乂超??前于在開關(guān)切換過程中MOSFET的體二極管??反向恢復(fù)將引起嚴(yán)重的噪聲。由圖3可知,進(jìn)入容??性區(qū)間后,電壓增益斜率出現(xiàn)反向,輸出電壓會失??控。因此諧振變換器通常工作在輸入阻抗呈感性??的區(qū)域,在設(shè)計電路時應(yīng)注意最小工作頻率要適??當(dāng)高于峰值增益頻率。??由圖3可見,在輸入阻抗的感性區(qū)域(虛曲線??的右側(cè)),變換器的6?隨/?的增大而減校當(dāng)/?=??1,即/,=?乂時,無論<?取何值,G?始終為1。由圖3??還可以看出,當(dāng)值下降(即負(fù)載加重)時,峰值??增益頻率逐漸向并聯(lián)諧振頻率/?靠近,峰值增益??隨之增大。由于諧振變換器的工作范圍受限于峰??值增益(運(yùn)行時變換器增益
半橋LLC型變換器參數(shù)優(yōu)化及功率密度分析??圖1?LLC變換器的拓?fù)??Fig.?1?Topology?of?LLC?converter??針對LLC型變換器拓?fù),采用FHA進(jìn)行建??模,得到圖2所示等效電路'??圖2?LLC變換器的等效FHA??'hru?…U??電路??Fig.?2?Equivalent?FHA?circuit?of?LLC?converter??為簡化公式,進(jìn)行如下定義:諧振頻率/f1/(2tt_??VI^T),特性阻抗?2。=^17^7=217/4=1/(2?,),??品質(zhì)因數(shù)?W)?(tt2/8)?(/W。2),??電感比尺sZJLm歸一化開關(guān)頻率/?=/y/。??由相關(guān)文獻(xiàn)可得變換器直流電壓增益的具體??在虛曲線的左側(cè)輸入阻抗呈容性,在虛曲線的右??側(cè)輸入阻抗呈感性。輸入阻抗呈感性時,諧振電流??4滯后于諧振腔輸入電壓U/1B,此時MOSFET可以??實現(xiàn)零電壓開通(ZVS);輸入阻抗呈容性時乂超??前于在開關(guān)切換過程中MOSFET的體二極管??反向恢復(fù)將引起嚴(yán)重的噪聲。由圖3可知,進(jìn)入容??性區(qū)間后,電壓增益斜率出現(xiàn)反向,輸出電壓會失??控。因此諧振變換器通常工作在輸入阻抗呈感性??的區(qū)域,在設(shè)計電路時應(yīng)注意最小工作頻率要適??當(dāng)高于峰值增益頻率。??由圖3可見,在輸入阻抗的感性區(qū)域(虛曲線??的右側(cè)),變換器的6?隨/?的增大而減校當(dāng)/?=??1,即/,=?乂時,無論<?取何值,G?始終為1。由圖3??還可以看出,當(dāng)值下降(即負(fù)載加重)時,峰值??增益頻率逐漸向并聯(lián)諧振頻率/?靠近,峰值增益??隨之增大。由于諧振變換器的工作范圍受限于峰??值增益(運(yùn)行時變換器增益
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于改進(jìn)CS算法優(yōu)化Elman-IOC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的短期負(fù)荷預(yù)測[J]. 楊芳君,王耀力,王力波,常青. 電測與儀表. 2019(09)
[2]考慮最大輸出電壓和效率的LLC諧振變流器的設(shè)計方法[J]. 徐恒山,尹忠東,黃永章. 電工技術(shù)學(xué)報. 2018(02)
[3]CLL諧振變換器諧振電路參數(shù)優(yōu)化設(shè)計[J]. 吳建雪,許建平,陳章勇. 電力自動化設(shè)備. 2015(01)
[4]LLC諧振變換器效率優(yōu)化設(shè)計[J]. 胡海兵,王萬寶,孫文進(jìn),丁順,邢巖. 中國電機(jī)工程學(xué)報. 2013(18)
[5]一種改進(jìn)的LLC變換器諧振網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)計方法[J]. 馬皓,祁豐. 中國電機(jī)工程學(xué)報. 2008(33)
本文編號:3330946
【文章來源】:電力電子技術(shù). 2020,54(07)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:5 頁
【部分圖文】:
圖4可知,在一定范圍內(nèi)增大勵磁電感,可??
半橋LLC型變換器參數(shù)優(yōu)化及功率密度分析??圖1?LLC變換器的拓?fù)??Fig.?1?Topology?of?LLC?converter??針對LLC型變換器拓?fù)洌捎茫疲龋吝M(jìn)行建??模,得到圖2所示等效電路'??圖2?LLC變換器的等效FHA??'hru?…U??電路??Fig.?2?Equivalent?FHA?circuit?of?LLC?converter??為簡化公式,進(jìn)行如下定義:諧振頻率/f1/(2tt_??VI^T),特性阻抗?2。=^17^7=217/4=1/(2?,),??品質(zhì)因數(shù)?W)?(tt2/8)?(/W。2),??電感比尺sZJLm歸一化開關(guān)頻率/?=/y/。??由相關(guān)文獻(xiàn)可得變換器直流電壓增益的具體??在虛曲線的左側(cè)輸入阻抗呈容性,在虛曲線的右??側(cè)輸入阻抗呈感性。輸入阻抗呈感性時,諧振電流??4滯后于諧振腔輸入電壓U/1B,此時MOSFET可以??實現(xiàn)零電壓開通(ZVS);輸入阻抗呈容性時乂超??前于在開關(guān)切換過程中MOSFET的體二極管??反向恢復(fù)將引起嚴(yán)重的噪聲。由圖3可知,進(jìn)入容??性區(qū)間后,電壓增益斜率出現(xiàn)反向,輸出電壓會失??控。因此諧振變換器通常工作在輸入阻抗呈感性??的區(qū)域,在設(shè)計電路時應(yīng)注意最小工作頻率要適??當(dāng)高于峰值增益頻率。??由圖3可見,在輸入阻抗的感性區(qū)域(虛曲線??的右側(cè)),變換器的6?隨/?的增大而減校當(dāng)/?=??1,即/,=?乂時,無論<?取何值,G?始終為1。由圖3??還可以看出,當(dāng)值下降(即負(fù)載加重)時,峰值??增益頻率逐漸向并聯(lián)諧振頻率/?靠近,峰值增益??隨之增大。由于諧振變換器的工作范圍受限于峰??值增益(運(yùn)行時變換器增益
半橋LLC型變換器參數(shù)優(yōu)化及功率密度分析??圖1?LLC變換器的拓?fù)??Fig.?1?Topology?of?LLC?converter??針對LLC型變換器拓?fù),采用FHA進(jìn)行建??模,得到圖2所示等效電路'??圖2?LLC變換器的等效FHA??'hru?…U??電路??Fig.?2?Equivalent?FHA?circuit?of?LLC?converter??為簡化公式,進(jìn)行如下定義:諧振頻率/f1/(2tt_??VI^T),特性阻抗?2。=^17^7=217/4=1/(2?,),??品質(zhì)因數(shù)?W)?(tt2/8)?(/W。2),??電感比尺sZJLm歸一化開關(guān)頻率/?=/y/。??由相關(guān)文獻(xiàn)可得變換器直流電壓增益的具體??在虛曲線的左側(cè)輸入阻抗呈容性,在虛曲線的右??側(cè)輸入阻抗呈感性。輸入阻抗呈感性時,諧振電流??4滯后于諧振腔輸入電壓U/1B,此時MOSFET可以??實現(xiàn)零電壓開通(ZVS);輸入阻抗呈容性時乂超??前于在開關(guān)切換過程中MOSFET的體二極管??反向恢復(fù)將引起嚴(yán)重的噪聲。由圖3可知,進(jìn)入容??性區(qū)間后,電壓增益斜率出現(xiàn)反向,輸出電壓會失??控。因此諧振變換器通常工作在輸入阻抗呈感性??的區(qū)域,在設(shè)計電路時應(yīng)注意最小工作頻率要適??當(dāng)高于峰值增益頻率。??由圖3可見,在輸入阻抗的感性區(qū)域(虛曲線??的右側(cè)),變換器的6?隨/?的增大而減校當(dāng)/?=??1,即/,=?乂時,無論<?取何值,G?始終為1。由圖3??還可以看出,當(dāng)值下降(即負(fù)載加重)時,峰值??增益頻率逐漸向并聯(lián)諧振頻率/?靠近,峰值增益??隨之增大。由于諧振變換器的工作范圍受限于峰??值增益(運(yùn)行時變換器增益
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于改進(jìn)CS算法優(yōu)化Elman-IOC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的短期負(fù)荷預(yù)測[J]. 楊芳君,王耀力,王力波,常青. 電測與儀表. 2019(09)
[2]考慮最大輸出電壓和效率的LLC諧振變流器的設(shè)計方法[J]. 徐恒山,尹忠東,黃永章. 電工技術(shù)學(xué)報. 2018(02)
[3]CLL諧振變換器諧振電路參數(shù)優(yōu)化設(shè)計[J]. 吳建雪,許建平,陳章勇. 電力自動化設(shè)備. 2015(01)
[4]LLC諧振變換器效率優(yōu)化設(shè)計[J]. 胡海兵,王萬寶,孫文進(jìn),丁順,邢巖. 中國電機(jī)工程學(xué)報. 2013(18)
[5]一種改進(jìn)的LLC變換器諧振網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)計方法[J]. 馬皓,祁豐. 中國電機(jī)工程學(xué)報. 2008(33)
本文編號:3330946
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