久久88香港三级台湾三级中文-久久91-久久91精品国产91久-久久91精品国产91久久-久久91精品国产91久久户

LLC諧振變換器具有一系列優(yōu)良性能：實(shí)現(xiàn)一次側(cè)開(kāi)關(guān)管零電壓開(kāi)通和二次側(cè)整流橋二極管的零電流關(guān)斷；一次側(cè)和二次側(cè)實(shí)現(xiàn)電氣隔離；寬范圍的電壓調(diào)節(jié)性能，既能實(shí)現(xiàn)升壓，也能實(shí)現(xiàn)降壓等，在軌道交通牽引電力電子變壓器、新能源汽車(chē)充電裝置、服務(wù)器電源及其他工業(yè)電源等場(chǎng)合得到廣泛應(yīng)用。

LLC諧振變換器的效率提升和參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)是當(dāng)前一個(gè)重要研究方向，有學(xué)者通過(guò)改進(jìn)變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)最優(yōu)參數(shù)、優(yōu)化控制方法等方面提升了LLC諧振變換器的效率。

在LLC諧振變換器的參數(shù)設(shè)計(jì)過(guò)程中，不僅需要考慮變換器的總損耗，而且需要通過(guò)變換器各部分電流的具體變化情況對(duì)開(kāi)關(guān)器件和其他部件進(jìn)行合理選型。利用仿真軟件直接計(jì)算損耗存在計(jì)算量大、費(fèi)時(shí)等缺點(diǎn)，而通過(guò)電流解析表達(dá)式結(jié)合變換器的損耗模型計(jì)算損耗的方法則具有計(jì)算速度快的優(yōu)勢(shì)。

另外，通過(guò)利用電流解析表達(dá)式和系統(tǒng)損耗模型對(duì)不同參數(shù)條件下的變換器的損耗進(jìn)行計(jì)算和比較，可以對(duì)變換器參數(shù)進(jìn)行最優(yōu)設(shè)計(jì)，而利用仿真軟件直接計(jì)算損耗則不利于大規(guī)模的參數(shù)選取和變換器參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)。所以對(duì)LLC諧振變換器的諧振電流進(jìn)行精確解析是十分必要的。

現(xiàn)有文獻(xiàn)中對(duì)諧振電流的解析式計(jì)算主要包括兩大類(lèi)：

第一類(lèi)是列寫(xiě)諧振電流和諧振電感電壓的微分方程，通過(guò)求解微分方程的方法，直接計(jì)算出諧振電流和諧振電感電壓的表達(dá)式。

有學(xué)者通過(guò)時(shí)間分段，列寫(xiě)電流、電壓微分方程，然后求解微分方程，得到比較精確的相關(guān)變量解析表達(dá)式。但是該方法的準(zhǔn)確性易受到參數(shù)變化的影響，并且方程式中包含的三角函數(shù)較多，計(jì)算量較大。該方法的準(zhǔn)確性依賴(lài)于初始值求解的準(zhǔn)確性，當(dāng)求解初值不正確時(shí)會(huì)導(dǎo)致分段函數(shù)不連續(xù)，從而不能準(zhǔn)確描述諧振電流的變化過(guò)程。

有學(xué)者采用了列寫(xiě)LLC微分方程的方法求解諧振電流，除了最終電流表達(dá)式比較繁瑣外，為了簡(jiǎn)化分析過(guò)程，這些方法沒(méi)有進(jìn)一步對(duì)死區(qū)時(shí)間內(nèi)諧振電流的變化情況做出分析。

第二類(lèi)是在不同時(shí)間段上直接分析和求解諧振電流解析式的方法，也稱(chēng)為電流近似擬合法。

有學(xué)者將勵(lì)磁電流近似等效為三角波，假設(shè)其在前后半周期中分別保持斜率不變，將二次側(cè)整流橋二極管的波形近似等效為正弦電流，通過(guò)疊加折算到一次側(cè)的整流橋二極管電流和勵(lì)磁電流得到諧振電流。該方法的問(wèn)題在于，沒(méi)有考慮LC兩諧振階段和LLC三諧振階段的勵(lì)磁電流斜率變化，并且沒(méi)有考慮死區(qū)時(shí)間對(duì)諧振電流和勵(lì)磁電流產(chǎn)生的影響。

有學(xué)者在此基礎(chǔ)上，采取分段解析法，進(jìn)一步考慮不同諧振階段勵(lì)磁電流斜率的變化，但是該方法僅考慮勵(lì)磁電流和諧振電流在死區(qū)時(shí)間內(nèi)保持不變，沒(méi)有考慮開(kāi)關(guān)管結(jié)電容的充放電過(guò)程對(duì)勵(lì)磁電流、諧振電流的影響，對(duì)死區(qū)時(shí)間和結(jié)電容充放電時(shí)間沒(méi)有做出區(qū)分，這樣會(huì)對(duì)LLC軟開(kāi)關(guān)的分析和體二極管損耗計(jì)算的準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響。有學(xué)者比較了頻域分析法和時(shí)域分段解析法對(duì)LLC變換器增益和參數(shù)設(shè)計(jì)的影響，為了簡(jiǎn)化分析，該學(xué)者在研究中忽略了死區(qū)時(shí)間的作用。

北京交通大學(xué)電氣工程學(xué)院的研究人員提出一種LLC諧振變換器的改進(jìn)型電流解析方法。在現(xiàn)有諧振電流近似擬合法的基礎(chǔ)上，他們進(jìn)一步考慮了死區(qū)時(shí)間內(nèi)開(kāi)關(guān)管結(jié)電容的充放電過(guò)程，結(jié)合開(kāi)關(guān)管結(jié)電容的電壓變化，對(duì)死區(qū)時(shí)間內(nèi)諧振電流和勵(lì)磁電流的變化進(jìn)行精確分析，得到死區(qū)時(shí)間內(nèi)的諧振電流和勵(lì)磁電流的準(zhǔn)確表達(dá)式。

圖1 LLC諧振變換器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

研究人員結(jié)合其他時(shí)間段的電流表達(dá)式，得到完整的諧振電流和勵(lì)磁電流的解析式，并且基于該解析式對(duì)關(guān)鍵時(shí)刻初始值和其他常數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析計(jì)算。通過(guò)與仿真結(jié)果、其他電流擬合方法進(jìn)行對(duì)比，可以得到，所提出的改進(jìn)型電流解析式能更準(zhǔn)確地描述死區(qū)時(shí)間內(nèi)諧振電流的變化情況，其與仿真結(jié)果的誤差比其他電流解析方法與仿真結(jié)果的誤差更小。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本電流解析方法得到的諧振電流與實(shí)驗(yàn)中的諧振電流比較接近，誤差較小，進(jìn)一步說(shuō)明該改進(jìn)型電流解析式可以準(zhǔn)確計(jì)算實(shí)際LLC諧振變換器的諧振電流值。

本文編自2021年第23期《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》，論文標(biāo)題為“LLC諧振變換器的改進(jìn)型電流解析方法”，作者為焦健、郭希錚 等。