返回列表 发布新帖

宽增益高效率级联式四开关BuckBoost LLC变换器

13 0
admin 发表于 2024-12-14 03:27 | 查看全部 阅读模式

文档名:宽增益高效率级联式四开关BuckBoost LLC变换器
摘要:为了解决变频控制的桥臂共用型四开关Buck-BoostLLC级联变换器磁性元件设计和优化困难的问题,提出一种二次侧为特殊全桥整流结构的级联式四开关Buck-BoostLLC变换器.通过控制二次侧开关管的交叠导通时间以拓宽变换器的电压增益.该变换器可根据不同的输入电压范围工作在交叠模式和整流模式;在不改变变换器参数的条件下将增益显著提高,能够适应更宽范围的输入电压,同时保持了变换器较高的工作效率.在两种工作模式的基础上,采用移相控制使变换器所有开关管实现零电压导通(ZVS),二极管实现零电流关断(ZCS).结合状态平面轨迹分析法,对定频控制的级联式四开关Buck-BoostLLC变换器进行模态分析,并推导两种工作模式下的输入-输出表达式和开关管的软开关实现条件.最后,通过研制一台70~280V输入、240W/28V输出的实验样机,验证了理论分析的正确性.

Abstract:Innewenergyresourceandelectricvehiclefields,DC-DCconvertersarerequiredtohavemoreadvantages,suchaswidegainrange,isolation,andhighefficiency.Therefore,acascadedfour-switchBuck-BoostLLCconverterwithpowerswitchintegrationisselectedbydiscussingtheadvantagesanddisadvantagesofvariousDC-DCconverters.Thecascadedconverterhasafour-switchBuck-Boostconverterinthepre-stageandahalf-bridgeLLCresonantconverterinthepost-stage.Sincedesigningandoptimizingthemagneticcomponentsofthecascadedconvertercontrolledbyvariablefrequencyisdifficult,aspecialfullbridgerectifierstructureonthetransformer'ssecondarysideisproposed.Thecascadedconverterwithaspecialfullbridgerectifierstructurecanwidentheinputvoltagerangeunderfixedfrequencycontrolandrealizethewidegainrange,isolation,highefficiency,andparameteroptimization.Thelow-sideswitchingdevicesofthespecialfullbridgerectifierstructureonthetransformer'ssecondarysideareswitches.Thesimultaneouson-timeofthelow-sideswitchesiscalledtheoverlappingturn-ontime.Thegainofthecascadedconvertercanbeimprovedbycontrollingtheoverlappingturn-ontime.Therefore,thegainrangecanbewidened,andtheefficiencyisoptimizedunderfixedfrequencycontrol.Thegainoftheconverterthattheparametersareunchangedisincreasedsignificantlysothatthecascadedconvertercouldbeadaptedtoawiderinputvoltagerangeandmaintainhigherefficiencysimultaneously.Whentheinputvoltageislessthanorequaltothethresholdinputvoltage,thecascadedconverteradjuststheoverlappingturn-ontimetostabilizetheoutputvoltage.Thismodeiscalledoverlappingmode.Whentheinputvoltageexceedsthethresholdinputvoltage,theoverlappingturn-ontimeiszero,andthecascadedconverterperformspulsewidthmodulationontheinputlegontheprimarysidetostabilizetheoutputvoltage.Thismodeiscalledrectificationmode.Basedonthetwomodes,thephaseshiftcontroltechniqueisappliedtothetwo-legontheprimarysideofthecascadedconverter.Thewaveformshapeofthemiddleinductorcurrentofthepre-stagefour-switchBuck-Boostconverterischangedbythephaseshiftcontroltechnique,whichcanachievezerovoltageswitching(ZVS)ofswitchesandzerocurrentswitching(ZCS)ofdiodes.Themodalanalysisofthecascadedfour-switchBuck-BoostLLCconverterwithfixedfrequencycontrolwascarriedoutusingthestateplanetrajectoryanalysismethod,andtheinput-outputexpressionsandthesoftswitchingconditionsoftheswitchesintwomodeswerederived.Inordertoverifythecorrectnessofthetheoreticalanalysis,anexperimentalprototypewith70~280Vinputvoltageand240W/28Voutputwasdesigned.Theexperimentaltestsincludedthewideinputrange,operatingmode,phaseshiftcontroltechnique,softswitching,andefficiencyoftheconverter.Thepeakefficiencywas93.6%inoverlappingmodeand94.4%inrectificationmode.Inaddition,itwasexperimentallyverifiedthatbothoperatingmodescouldachievesoftswitching,andtherewasalargesoftswitchingtimemarginintheoverlappingmode.Thecascadedfour-switchBuck-BoostLLCconverterwithaspecialfullbridgerectifierstructureonthesecondarysidehadwidegainandhighefficiencycomparedwiththesametypeofconverter.Thefollowingconclusionscanbedrawnfromthetheoreticalanalysisandexperiments.Theproposedcascadedconverterworksunderfixedfrequencycontrol,solvingthedifficultyofdesigningandoptimizingthemagneticcomponentscontrolledbyvariablefrequency.Thecascadedconverterhasawidegainrangeandhighefficiency,andcanrealizesoftswitchingofallswitchesanddiodes.Inaddition,theconvertercanbedesignedformorethanfourtimesofinputvoltagemultiplier.Infuturework,thephaseshiftcontroltechniqueoftheconverterwillbeoptimizedtomakeitsmootherandsimpler.

作者:周国华  邱森林  张小兵Author:ZhouGuohua  QiuSenlin  ZhangXiaobing
作者单位:西南交通大学电气工程学院成都611756
刊名:电工技术学报
Journal:TransactionsofChinaElectrotechnicalSociety
年,卷(期):2024, 39(4)
分类号:TM46
关键词:宽输入电压范围  四开关Buck-BoostLLC变换器  移相控制  软开关  
Keywords:Wideinputvoltagerange  four-switchBuck-Boost  LLCconverter  phaseshift  softswitching  
机标分类号:TM46TN722.75TN432
在线出版日期:2024年3月5日
基金项目:国家自然科学基金,国家自然科学基金宽增益高效率级联式四开关Buck-BoostLLC变换器[
期刊论文]  电工技术学报--2024, 39(4)周国华  邱森林  张小兵为了解决变频控制的桥臂共用型四开关Buck-BoostLLC级联变换器磁性元件设计和优化困难的问题,提出一种二次侧为特殊全桥整流结构的级联式四开关Buck-BoostLLC变换器.通过控制二次侧开关管的交叠导通时间以拓宽变换器...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
本文读者也读过
相似文献
相关博文

        宽增益高效率级联式四开关Buck-Boost LLC变换器  Cascaded Four-Switch Buck-Boost LLC Converter with Wide Gain Range and High Efficiency

宽增益高效率级联式四开关Buck-Boost LLC变换器.pdf
2024-12-14 03:27 上传
文件大小:
2.55 MB
下载次数:
60
高速下载
【温馨提示】 您好!以下是下载说明,请您仔细阅读:
1、推荐使用360安全浏览器访问本站,选择您所需的PDF文档,点击页面下方“本地下载”按钮。
2、耐心等待两秒钟,系统将自动开始下载,本站文件均为高速下载。
3、下载完成后,请查看您浏览器的下载文件夹,找到对应的PDF文件。
4、使用PDF阅读器打开文档,开始阅读学习。
5、使用过程中遇到问题,请联系QQ客服。

本站提供的所有PDF文档、软件、资料等均为网友上传或网络收集,仅供学习和研究使用,不得用于任何商业用途。
本站尊重知识产权,若本站内容侵犯了您的权益,请及时通知我们,我们将尽快予以删除。
  • 手机访问
    微信扫一扫
  • 联系QQ客服
    QQ扫一扫
2022-2025 新资汇 - 参考资料免费下载网站 最近更新浙ICP备2024084428号
关灯 返回顶部
快速回复 返回顶部 返回列表