收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

LCC谐振变换器的解析建模与分析

杨瑞  
【摘要】:高频化运行是电力电子变换器实现高功率密度和高集成度的重要途径。谐振变换器具有良好的软开关优势,可以借助自身电路环境实现器件的零电压开关或零电流开关,有利于降低变换器的损耗。而LCC谐振变换器兼顾了二元件谐振变换器各自的优点,具有抵抗负载开路和短路、兼容变压器寄生参数的能力,是一种常见的用来实现高压直流电源的电路结构。本文分析比较了当前建模方法应对变换器非线性特性的不足和精确建模所需要解决的关键性问题,提出了利用状态空间法迭代求解实现变换器不同电流模式下精确建模及开关特性分析的思路,为变换器的设计和控制提供了较精确的模型基础,主要工作如下: 针对LCC谐振变换器在不同频率下的响应特点,分析给出了以逆变桥和整流桥导通方向为依据的谐振变换器拓扑等效的一般性步骤,推导在不同拓扑下系统的状态方程和状态变量的表达式,分析了逆变桥不同结构和谐振元件初始储能对状态变量响应轨迹的影响;分析了开关周期内能量传递的过程,并在稳态电压恒定的基础上提出了谐振回路与负载侧能量平衡的数学描述。 针对较低开关频率下的零电流开关运行,研究了LCC谐振变换器在断续电流模式下的工作过程及数学描述:提出了根据输出电压范围判断变换器等效拓扑交替序列的依据。在等效拓扑的状态空间方程基础上,利用迭代法推导了谐振电流、谐振电压及负载侧整流电流与输出电压间的解析表达式。根据该表达式分别推导了谐振电流正负半波持续时间及总响应时长,并提出了满足零电流开关的最优驱动脉宽概念及相应的配置原则;建立了负载与开关频率对输出电压的共同作用关系,分析了串并联电容比对输出电压增益的影响。通过数字仿真和实验的方式验证了解析模型的正确性。 针对较高开关频率下的零电压开关运行,研究了LCC谐振变换器在连续电流模式下的工作过程及数学描述:通过驱动信号闭锁时刻与负载整流器导通时刻的相互关系,确定了变换器等效拓扑的交替序列,推导了不同序列下谐振电流和谐振电压的相互作用关系;针对稳定感性运行两种特解情况,求得了开关频率、负载、输出电压增益三者的映射关系,将特解推广到一般情况分别得到了不同交替顺序下变换器的约束方程,给出了以虚拟角度定义域分析为基础的方程求解过程;分析指出了变换器出现连续电流容性运行的原因及条件,提出了严格意义上满足变换器连续电流感性运行的开关频率和负载变化范围;总结归纳了连续电流模式变换器稳态求解的一般性过程,得到了变换器在连续电流模式不同序列下的精确电压增益曲线,分析了开关频率和负载品质因数对增益的影响趋势,验证了所得数学模型具有较高精确度的特点;提出了满足开关器件零电压开关的驱动信号占空比范围,分析了开关频率和负载电阻变化对功率因数的影响。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 朱建华,罗方林;级联式谐振变换器的电路特性及其非连续导通模式的分析[J];电工电能新技术;2003年03期
2 廖鸿飞;王志强;刘少纯;;浅谈几种谐振变换器的控制方法[J];通信电源技术;2007年01期
3 陈红新;刘建;蒋世全;牛海峰;;串-串补偿松耦合全桥谐振变换器[J];电力电子技术;2009年10期
4 吴俊娟;孙孝峰;邬伟扬;;基于描述函数法的谐振变换器自持振荡研究[J];电力电子技术;2011年02期
5 吴俊娟;孙孝峰;邬伟扬;;串联谐振变换器的扩展描述函数法建模研究[J];电力电子技术;2011年04期
6 陈颖;;电除尘高频电源串并联混合谐振变换器的应用[J];自动化应用;2011年09期
7 刘军;郭瑭瑭;常磊;何湘宁;;高压变压器寄生电容对串联谐振变换器特性的影响[J];中国电机工程学报;2012年15期
8 张治国;谢运祥;袁兆梅;;并联谐振变换器的电路特性分析[J];华南理工大学学报(自然科学版);2013年04期
9 谢帆;张波;丘东元;;基于松散耦合变压器的全桥谐振变换器非线性行为分析[J];电力系统自动化;2014年03期
10 陈艳峰,丘水生,张光昭;调频准谐振变换器系统的非线性全阶建模及符号分析法[J];电工技术学报;2003年02期
11 赵红茹,吴捷;准谐振变换器的建模与性能分析[J];华南理工大学学报(自然科学版);2003年07期
12 刘泉海,韦力,张小洁;电感应热水机组的谐振变换器研制[J];电工电能新技术;2005年03期
13 张峰;王慧贞;秦海鸿;姜田贵;;松耦合全桥谐振变换器的原理分析与实现[J];电力电子技术;2007年02期
14 刘建;王慧贞;;松耦合全桥谐振变换器的传输特性研究[J];电源世界;2007年07期
15 吴俊娟;何超;孙孝峰;邬伟扬;;串联谐振变换器的最优轨迹控制[J];电力电子技术;2010年04期
16 章进法;曲学基;;谈LLC-SRC的特性及应用——访台达能源技术(上海)有限公司研发中心章进法主任[J];电源技术应用;2010年10期
17 胡钦高;孙鹏飞;邓锋;李宁家;;三种布局的半桥谐振变换器的分析研究[J];电子设计工程;2013年07期
18 徐凯;杨彪;吴杉;;一种适用于电流型谐振变换器的浮频控制策略[J];自动化与仪器仪表;2013年04期
19 赵红茹,吴捷;串联谐振变换器的滑模控制[J];电机与控制学报;2003年02期
20 王超;刘志刚;余明峰;沈茂盛;;谐振变换器在电子模拟功率负载中的应用[J];电气传动自动化;2006年05期
中国重要会议论文全文数据库 前9条
1 赵红茹;吴捷;;准谐振变换器的建模与性能分析[A];第二十一届中国控制会议论文集[C];2002年
2 谢帆;张波;丘东元;;基于松散耦合变压器的全桥谐振变换器非线性行为分析[A];第七届中国高校电力电子与电力传动学术年会论文集[C];2013年
3 唐春森;沈昊;;准谐振变换器的双闭环控制方法及实现[A];2013年中国电机工程学会年会论文集[C];2013年
4 陈祥;夏冰;;高压大功率场合LCC谐振变换器的分析与设计[A];第十二届中国电除尘学术会议论文集[C];2007年
5 吴扣林;陈乾宏;金科;阮新波;;磁集成复合式全桥三电平LLC谐振变换器[A];2008中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会论文摘要集[C];2008年
6 黄靖;;SIMULINK4环境下零电流串联谐振变换器仿真[A];第十六届电工理论学术年会论文集[C];2004年
7 杨帆;杨柏禄;陈永真;孟丽囡;;带有智能同步整流方案的LLC谐振变换器设计[A];2008中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会论文摘要集[C];2008年
8 马珊珊;任国海;;基于LLC谐振转换器的高效LED灯驱动电源[A];2012(杭州)中国长三角照明科技论坛论文集[C];2012年
9 盛洪刚;谢运祥;;基于MATLAB的对零电流开关(ZCS)准谐振变换器(QRC)的建模与仿真[A];中国电工技术学会电力电子学会第八届学术年会论文集[C];2002年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 张治国;具有电容输出滤波器谐振变换器的研究[D];华南理工大学;2012年
2 李金刚;电压型负载谐振变换器谐振槽路参数优化设计与负载匹配的研究[D];西安理工大学;2007年
3 杨瑞;LCC谐振变换器的解析建模与分析[D];华中科技大学;2014年
4 邓成;柔性多层带材电磁元件集成方法及应用[D];浙江大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 毛鹏;谐振变换器的建模仿真[D];北方工业大学;2009年
2 韩锋;推挽谐振变换器研究[D];南京航空航天大学;2005年
3 蒋磊磊;电动汽车应急充电用非接触双向谐振变换器的研究[D];南京航空航天大学;2013年
4 刘建;基于松耦合变压器的全桥谐振变换器的研究[D];南京航空航天大学;2008年
5 曹玲玲;自激式非接触谐振变换器的初步研究[D];南京航空航天大学;2011年
6 杨瑞;串并联谐振变换器稳态建模及设计研究[D];华中科技大学;2012年
7 张弛;应用于薄膜表面处理的电压源与电流源谐振变换器的对比研究[D];浙江大学;2014年
8 常磊;应用于塑料薄膜表面处理的电流源并联谐振变换器[D];浙江大学;2013年
9 孙鹏;基于并联谐振变换器的长脉冲调制器研究[D];西南交通大学;2014年
10 王伟萍;复杂开关型谐振变换器动态建模方法研究[D];解放军信息工程大学;2009年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 成都 温成宜编译;LLC串联谐振变换器FSFR2100[N];电子报;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978