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      全橋LLC串聯(lián)諧振DC/DC變換器的研究

      2021-10-12 01:58:00冷利軍
      船電技術(shù) 2021年9期
      關(guān)鍵詞:全橋二極管串聯(lián)

      冷利軍

      應(yīng)用研究

      全橋LLC串聯(lián)諧振DC/DC變換器的研究

      冷利軍

      (武漢長(zhǎng)海高新技術(shù)有限公司,湖北武漢 430233)

      針對(duì)車(chē)載充電機(jī)的DC/DC變換器電路,本文對(duì)全橋LLC串聯(lián)諧振DC/DC變換器進(jìn)行了研究。通過(guò)對(duì)全橋LLC串聯(lián)諧振電路數(shù)學(xué)模型的搭建,基于直流增益特性曲線設(shè)計(jì)其諧振網(wǎng)絡(luò)電路,最終通過(guò)實(shí)驗(yàn)樣機(jī)證明LLC串聯(lián)諧振變換器實(shí)現(xiàn)前級(jí)電路的ZVS和后級(jí)整流電路的ZCS,提升整機(jī)的效率,可達(dá)到96%。

      直流增益 LLC串聯(lián)諧振 ZVS ZCS

      0 引言

      DC/DC變換器是車(chē)載充電機(jī)重要組成單元,高頻化、高功率密度和高效率是其發(fā)展趨勢(shì)。傳統(tǒng)的硬開(kāi)關(guān)變換器限制了開(kāi)關(guān)頻率和功率密度的提高,移相全橋PWM ZVS DC/DC變換器可以實(shí)現(xiàn)主開(kāi)關(guān)的ZVS,但是滯后橋臂實(shí)現(xiàn)ZVS的負(fù)載范圍較??;而且整流二極管存在反向恢復(fù)問(wèn)題,這對(duì)二極管的反向應(yīng)力和整機(jī)效率不利;輸入電壓較高時(shí),變換器效率較低,因此其不適合輸入電壓高和有掉電維持時(shí)間限制的高性能開(kāi)關(guān)電源。LLC串聯(lián)諧振DC/DC變換器可以較好的解決移相全橋PWM ZVS DC/DC變換器存在的缺點(diǎn)。本文通過(guò)建立全橋LLC串聯(lián)諧振變換電路建立數(shù)學(xué)模型,基于LLC諧振變換器的增益特性曲線,提出了高效率的全橋LLC串聯(lián)諧振變換器的設(shè)計(jì)方法,對(duì)比實(shí)驗(yàn)波形和數(shù)據(jù)對(duì)LLC串聯(lián)諧振DC/DC進(jìn)行研究分析,最終研制出效率為96%的6.6 kW車(chē)載充電機(jī)。

      1 全橋LLC串聯(lián)諧振的分析

      圖1 LLC DC/DC變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)電路

      串聯(lián)諧振變換器的諧振網(wǎng)絡(luò)由諧振電感L和諧振電容C串聯(lián)構(gòu)成,其電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。圖中U為AC/DC電路的輸出端,作為L(zhǎng)LC的輸入級(jí)。全橋逆變電路由MOS管Q1~ Q4組成,D1~D4與C1~C4為相應(yīng)MOS管的體二極管和寄生電容;諧振網(wǎng)絡(luò)由諧振電容C、諧振電感L(包含變壓器的漏感)、勵(lì)磁電感L構(gòu)成;變壓器復(fù)變二極管D5~D8組成全橋整流,C為濾波電容,為等效負(fù)載。

      Q1~Q4采用雙脈沖觸發(fā)的方式,開(kāi)關(guān)管Q1和Q4采用同一觸發(fā)信號(hào),Q2和Q3采用同一觸發(fā)信號(hào),且兩觸發(fā)信號(hào)互補(bǔ)導(dǎo)通,并且設(shè)有一定死區(qū)時(shí)間。諧振電容、諧振電感和勵(lì)磁電感間存在兩個(gè)諧振頻率:

      一是諧振電容和諧振電感形成的最大諧振頻率:

      二是諧振電感、勵(lì)磁電感和諧振電容三者形成的諧振頻率:

      圖2 LLC諧振變換器主要波形

      2 全橋LLC諧振變換器的參數(shù)設(shè)計(jì)

      LLC諧振變壓器是一種實(shí)用的軟開(kāi)關(guān)直流變換器,本文應(yīng)用于車(chē)載充電機(jī)中的LLC諧振變換器是不調(diào)壓形式,采用固定頻率、固定占空比和開(kāi)環(huán)處理的形式。通過(guò)對(duì)LLC變換器的直流特性分析可以了解參數(shù)λ和Q對(duì)直流特性的影響,可以選擇合適的頻率工作點(diǎn),使得效率最大化;通過(guò)對(duì)阻抗特性的分析,可以得到變換參數(shù)的設(shè)計(jì)方法。

      LLC諧振電路等效電路圖如圖3所示,圖中L為勵(lì)磁電感,L為諧振電感,C為諧振電容,R為耦合到一次測(cè)的等效電阻。

      圖3 LLC等效電路圖

      由圖可以求出諧振網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)為:

      將上式取模。則可以得到變換器的歸一化直流增益為:

      圖4 直流增益特性曲線

      3 實(shí)驗(yàn)波形與分析

      根據(jù)市場(chǎng)需求,研制6.6 kW車(chē)載充電機(jī),AC/DC采用PFC-BOOST電路,DC/DC調(diào)壓通過(guò)BUCK電路,本文主要介紹高效率的LLC串聯(lián)諧振DC/DC隔離電路。

      參數(shù)指標(biāo)為:輸入電壓:220 AC;輸出電壓:350-450 VDC;額定輸出電流:14.6 A。LLC變換器參數(shù)為:對(duì)稱全橋LLC變換器開(kāi)關(guān)頻率為100 kHz,選用變壓器匝比=2,漏感20H,作為諧振電感L,勵(lì)磁電感L=320H,諧振電容C=220 nF。

      圖5和圖6為400 VDC輸入,滿載輸出時(shí)的測(cè)試波形,圖7為不同電流等級(jí)下的效率曲線。圖5為Q1(Q4)的驅(qū)動(dòng)電壓波形、Q1(Q4)的漏源級(jí)DS電壓波形以及L電流波形。通過(guò)驅(qū)動(dòng)波形和Q1(Q4)的漏源級(jí)DS端電壓波形可以看出,當(dāng)Q1(Q4)驅(qū)動(dòng)信號(hào)到來(lái)之前時(shí),DS端電壓已經(jīng)降為0 V,實(shí)現(xiàn)了Q1(Q4)MOS管的零電壓開(kāi)通,可以看出LLC諧振原邊電流接近標(biāo)準(zhǔn)的正弦波形,說(shuō)明LLC諧振變換器工作在諧振頻率附近,在電流波形上出現(xiàn)一個(gè)小的平臺(tái),這是因?yàn)閕Lr上的電流等于iLm上的電流,此時(shí)Lr、Lm和Cr三者一起諧振。

      t:5μs/格 Ch1:Q1(Q4) Ugs,10V/格;Ch2:Q1(Q4) Uds,100V/格;Ch3:Ilr,5 A/格

      圖6所示分別為Q1(Q4)的驅(qū)動(dòng)電壓波形、D5(D8)電流波形以及諧振電感L電流波形。通過(guò)L的電流波形可以看出,當(dāng)由LC諧振轉(zhuǎn)為L、LC諧振時(shí)(由正弦波轉(zhuǎn)為平臺(tái)時(shí)),整流橋的二極管D5 (D8)的電流降為零,當(dāng)諧振電路由LLC重新回到LC諧振時(shí),二極管D6 (D7)準(zhǔn)備導(dǎo)通,由于在D6 (D7)導(dǎo)通時(shí)D5 (D8)的電流已經(jīng)降為零,同樣對(duì)D5(D8)導(dǎo)通時(shí)也存在同樣的特性,所以對(duì)輸出整流二極管而言不存在反向恢復(fù)問(wèn)題,降低了二極管的開(kāi)關(guān)應(yīng)力,減小了二極管的開(kāi)關(guān)損耗。

      t:5Cs/格 Ch1:Q1(Q4)Ugs,10 V/格;Ch2:D5 id,10A/格;Ch3:Ilr,5 A/格

      橫軸:電流(A) 縱軸:效率(%)

      圖7為在全橋LLC串聯(lián)諧振變換器回路中,輸入電壓400 VDC、輸出電壓:450 VDC,記錄不同的輸出電流時(shí)變換器的效率曲線。從效率曲線可以看出,在輸出滿載時(shí),效率可達(dá)96%,在高壓小電流時(shí),由于結(jié)電容不能完成充放電,管子開(kāi)通時(shí)會(huì)出現(xiàn)震蕩,因此會(huì)有附加的開(kāi)關(guān)損耗。

      4 結(jié)論

      本文主要介紹了全橋LLC串聯(lián)諧振變換器工作原理及特性,通過(guò)分析諧振網(wǎng)絡(luò)與直流增益的曲線關(guān)系,闡述諧振網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的最優(yōu)設(shè)計(jì)思路。通過(guò)原理性分析和試驗(yàn)樣機(jī)驗(yàn)證,LLC諧振電路設(shè)計(jì)思路的正確性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,全橋LLC串聯(lián)諧振變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有優(yōu)良的控制特性和高效率特性,能夠在較寬的輸入電壓范圍內(nèi)達(dá)到高效率變換,非常適合寬輸入電壓范圍內(nèi)應(yīng)用場(chǎng)合。

      [1] 施玉祥, 柳緒丹, 鄧成, 徐德鴻. Boost-LLC高效率DC/DC變換器; 電力電子技術(shù)[J]. 2010, 44(08): 24~26.

      [2] 寧國(guó)云, 王怡華, 黃聲華, 韋忠朝. 基于TMS320F2806的兩級(jí)式DC/DC變換器. 電力電子技術(shù)[J]. 2011, 45(05): 29~31.

      [3] 蔡磊, 尹國(guó)棟, 柯忠偉, 章進(jìn)法, 孫嬌俊. 一種新穎的滿足鉑金版效率要求的功率架構(gòu). 電源學(xué)報(bào)[J], 2013, 03(05): 101~106.

      [4] Ye Y Q, Yan C, Zeng J H, and Ying J P. A current limit method for LLC-SRC. in Proc. DPEC (Delta Power Electronics Center) Seminar 2007, paper S3.2.

      [5] Lu B, Liu W D, Xiong A M, Liang Y, Lee F C and van Wyk JD. Optimal design methodology for LLC resonant converter. 2006 APEC, Twenty -First Annual.

      [6] 李小兵, 李曉帆, 吳軍輝. 一種新型零電壓零電流開(kāi)關(guān)三電平DC_DC變換器的研究. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)[J]. 2006, 26(02): 69~74.

      [7] 李小兵, 李曉帆, 熊招春, 宮力; 一種新型半橋零電流諧振變換器的研究[J]. 電力電子技術(shù), 2006, 40(04): 59~62.

      Study on Full-bridge LLC Series Resonant DC/DC Converter

      Leng Lijun

      (Wuhan Great Sea High Technology Co.,Ltd, Wuhan 430233, China)

      TM46

      A

      1003-4862(2021)09-0023-04

      2020-12-14

      冷利軍(1987-),男,碩士。研究方向:電力電子與電氣傳動(dòng)。E-mail:lenglijun007@163.com.

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