交错并联LLC谐振变换器的研究

合集下载

交错并联llc谐振变换器的均流方法及装置

交错并联llc谐振变换器的均流方法及装置
交错并联LLC谐振变换器（Interleaved Parallel LLC Resonant Converter）是一种广泛应用于电力电子装置中的谐振变换器。

均流方法和装置是为了实现变换器输入端的电流均衡，提高系统稳定性和效率。

常见的均流方法及装置包括以下几种：
1. 交错并联：将多个LLC谐振变换器并联起来，在输入端交
错连接。

这样可以均衡各个变换器的电流负载，减小输入电流的纹波，并提高系统的稳定性和效率。

2. 电流均衡电感：在交错并联的LLC谐振变换器中，可以增
加一个专门用于均衡电流的电感。

通过调整电感的参数，使得各个变换器的电流均衡。

3. 主动均衡控制：通过增加一个主动均衡控制回路，监测各个变换器的电流，并根据测量结果来调节变换器的工作状态，实现电流均衡。

这种方法可以实时监测和调节系统的电流分配，提高系统的稳定性和效率。

4. 动态均衡技术：通过动态调整各个变换器的工作频率和相位，实现电流的均衡。

这种方法可以根据系统的实际工作状态和负载变化来进行动态调整，提高系统的适应性和稳定性。

总之，交错并联LLC谐振变换器的均流方法和装置可以通过
交错并联、电流均衡电感、主动均衡控制和动态均衡技术等方式来实现，从而提高系统的稳定性和效率。

LLC电路的交错并联技术研究

LLC 电路的交错并联技术研究
硕士研究生：王金录导师：和军平副教授
申请学位：工学硕士学科：电气工程
所在单位：深圳研究生院答辩日期： 2011 年 12 月授予学位单位：哈尔滨工业大学
Classified Index: TM464 U.D.C: 621.3
Wang JinLu Asso. Prof. He Junping Master of Engineering Electrical Engineering Shenzhen Graduate School December, 2011
Degree-Conferring-Institution： Harbin Institute of Technology
- III -
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
目
摘
录
要 ..........................................................................................................................I
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要
对 PWM 调制的开关电源拓扑，只要采取适当的控制方法调节占空比，就可以实现良好的均流，但对采用 PFM 控制的 LLC 电路来说，通过调频方法不容易实现交错控制的均流，而调占空比又会失去软开关的优点，因此均流成为交错并联 LLC 设计的一大难点。研究交错并联 LLC 负载电流分配不均的原因和解决方法成为本课题的重点，本文主要研究内容如下：首先，对输入端串联、并联两种交错并联 LLC 的拓扑结构进行时域的仿真分析，总结两种拓扑结构的优缺点。针对影响并联 LLC 负载分配不均衡的主要因素 —— 谐振元件的误差，进行了仿真分析。当谐振参数存在差异时，应用 Mathcad 绘出单相 LLC 的增益曲线，并在此基础上分析了输入端串联结构自动均流的原因。最终确定了输入端电容串联附加自动均流电路的拓扑结构形式。其次，为了分析谐振参数差异对交错并联 LLC 频域性能的影响，方便控制环路的设计，在单相 LLC 模型的基础上，得到交错并联 LLC 的小信号模型。在得出主电路的传递函数后，依据主电路时域仿真的结果，通过 Saber 仿真软件对谐振腔中交流量进行傅里叶级数分解，得出谐振腔中电压电流的基波分量，再应用 Mathcad 软件可绘出 Bode 图。通过 Bode 图分析了谐振参数的具体影响，发现谐振参数对控制系统影响不大，交错并联 LLC 的控制系统与单相 LLC 的相似，可以应用 PI 补偿网络提高系统的稳定性。再次，根据并联 LLC 负载不平衡原因的分析，对谐振参数的选取进行优化处理，进一步提升了电路的均流能力，并且提出了均流电路电感和电容参数的计算方法，完善了均流方案的整体设计。最后，完成硬件电路设计，实现了数字交错控制，并对样机进行了实测。实验包括开关管驱动、稳态和动态工作状态、环路频率响应。实验结果表明，实现了交错控制，均流效果良好。在减小了输出滤波电容容值的情况下，输出纹波电压满足标准要求，证明了本文所提理论分析的正确性及均流方法的有效性。关键词：交错并联；均流；LLC ；负载不平衡；数字控制

交错并联llc谐振变换器的研究

交错并联LLC谐振变换器的研究报告1. 研究目标本研究的目标是对交错并联LLC谐振变换器进行深入研究，分析其工作原理、性能特点以及优缺点，探索其在电力电子领域中的应用潜力。

具体研究目标包括：1.研究交错并联LLC谐振变换器的基本结构和工作原理；2.分析交错并联LLC谐振变换器的性能特点，如转换效率、功率密度等；3.探讨交错并联LLC谐振变换器在不同应用场景中的优势和局限性；4.提出可能的改进措施和未来发展方向。

2. 研究方法本研究将采用以下方法对交错并联LLC谐振变换器进行深入研究：1.文献调研：收集和阅读相关文献，包括学术论文、专利和技术报告，了解交错并联LLC谐振变换器的发展历程、基本原理和应用情况。

2.理论分析：通过数学建模和电路分析，推导交错并联LLC谐振变换器的工作原理和基本方程式，分析其性能特点和影响因素。

3.仿真模拟：利用电路仿真软件（如SPICE）搭建交错并联LLC谐振变换器的模型，并进行各种参数和工况下的仿真，验证理论分析的结果。

4.实验验证：设计并搭建实际的交错并联LLC谐振变换器实验平台，进行实验测试，获取实际的性能数据，并与理论和仿真结果进行对比分析。

5.结果分析：对实验和仿真结果进行统计和分析，比较不同工况下交错并联LLC谐振变换器的性能指标，评估其优势和局限性。

6.结果总结：总结研究结果，提出改进措施和未来发展方向。

3. 研究发现通过以上研究方法，我们得到了以下交错并联LLC谐振变换器的研究发现：1.工作原理：交错并联LLC谐振变换器通过交错并联的方式，实现了高效的能量转换和低损耗的功率传递。

其工作原理是通过LLC谐振电路实现零电压开关（ZVS）和零电流开关（ZCS），减小开关损耗和谐振电感器的压力。

2.性能特点：交错并联LLC谐振变换器具有高转换效率、高功率密度、低电磁干扰等特点。

相较于传统的LLC谐振变换器，交错并联结构可以减小电流和电压的波动，提高转换效率和稳定性。

交错并联全桥llc深入剖析

交错并联全桥LLC深入剖析一、交错并联全桥LLC概述交错并联全桥LLC是一种先进的谐振变换器拓扑，其在许多方面都展现出优越的性能。

通过巧妙地结合LLC谐振变换器和全桥电路的原理，它在能量传输、电压调节以及功率控制方面都表现出了独特的能力。

该电路拓扑具有高效率、高功率密度和良好的电磁兼容性等优点，使其在各种电源管理应用中成为理想选择。

二、工作原理及特性1.工作原理：交错并联全桥LLC的工作原理基于LLC谐振变换器和全桥电路的工作原理。

在LLC谐振回路中，电流和电压的波形在开关管导通和关断时发生谐振，从而实现能量的传递。

全桥电路的四个开关管交替导通和关断，使能量可以在谐振回路和负载之间双向流动。

在交错并联全桥LLC中，两个开关管在半个周期内交替导通，形成两个半桥电路的交错并联。

这种结构有助于减小输出电压的波动，提高系统的稳定性，并减小输入电流的纹波，从而提高电源的效率。

2.特性：交错并联全桥LLC的主要特性包括：o电压和电流控制：通过调节开关管的占空比，可以实现对输出电压和电流的精确控制。

o谐振操作：在开关管导通和关断时，电路发生谐振，从而实现能量的高效传输。

o交错并联：通过两个半桥的交错并联，减小了输出电压的波动，提高了电源的稳定性。

o高效率：由于其谐振特性和优化的开关管控制，交错并联全桥LLC具有较高的效率。

三、设计与优化1.设计考虑因素：在设计交错并联全桥LLC时，需考虑以下关键因素：o谐振参数：确定适当的Lr和Cr值，以在期望的频率下实现最佳的谐振效果。

o开关管选择：根据应用需求选择具有合适导通电阻、快速开关速度和耐压能力的开关管。

o输出整流器设计：选择合适的整流器，确保其在反向恢复期间有低的电荷、合适的正向压降以及适当的反向耐压。

2.优化策略：为了进一步提高交错并联全桥LLC的性能，可以采用以下策略：o软开关技术：通过在开关管两端添加电容或电感实现软开关，以减小开关损耗和EMI。

o磁集成技术：利用磁集成技术减小变压器的体积和重量，提高电源的功率密度。

高效率LLC谐振变换器研究共3篇

高效率LLC谐振变换器研究共3篇高效率LLC谐振变换器研究1LLC 谐振变换器是现代开关电源领域中使用最广泛的拓扑结构之一。

具有输出电流大，输出稳定性好，转换效率高等优点。

因此，在许多电源电路中得到了广泛应用。

下面将从多方面介绍LLC 谐振变换器的研究进展。

一、LLC谐振变换器的拓扑结构LLC 谐振变换器的基本结构分为三个部分：LLC 谐振网络、中间转换电路和输出电路。

其中 LLC 谐振网络用于限制输出电压与输入电压之间的电压波动，中间转换电路将输入电压转换为谐振电流，输出电路的主要作用是过滤高频噪声，并将谐振电流转化为输出电压。

二、LLC谐振变换器的运行原理LLC 谐振变换器的原理是利用谐振网络与变压器的耦合实现输入电压的变换。

当跨越一个半周期的时间后，变压器的端子电压反向，LLC 谐振网络中原本储存的自由振荡能量会被耗散掉，把谐振电容释放成电压。

输出电压也随之产生。

三、LLC谐振变换器的优点1.高效率:相比其他开关电源拓扑结构，LLC 谐振变换器的转换效率更高。

2.输出稳定性好:由于LLC谐振变换器的输出电压是由谐振电容的能量释放而来的，因此其输出的稳定性和纹波较小。

3.小型化:LLC谐振变换器的整体尺寸较小，能够满足在狭小空间内集成高功率器件。

四、LLC谐振变换器研究的难点LLC谐振变换器的实现复杂，需要同时考虑谐振网络和变压器的设计、控制策略的选择以及严格的保护功能，这都是研究LLC谐振变换器的难点。

其中，谐振网络的设计需要选择合适的电感、电容和阻尼电阻，使得LLC谐振变换器在工作时达到电磁兼容性和稳定性。

此外，控制策略的选择也有待进一步研究，目前常用的有固定频率控制和变频控制。

再者，由于LLC谐振变换器在进行转换时容易出现一些非理想的情况，如过载、过流等，因此加强保护功能也是LLC谐振变换器研究的难点。

五、LLC谐振变换器未来的发展趋势LLC谐振变换器在实际应用中已经取得了很大的成功，但在某些方面还存在诸多问题。

单级交错并联Boost-LLC AC-DC变换器混合控制策略研究与优化设计

单级交错并联Boost-LLC AC-DC变换器混合控制策略研究与优化设计为有效抑制电力电子装置带来的谐波污染及解决能源短缺的危机,高功率因数、高效率、高功率密度AC-DC变换器正成为学术界研究热点。

相较于传统Boost PFC级联LLC谐振变换器的两级式AC-DC变换器方案,传统单级Boost-LLC AC-DC 变换器通过共用Boost PFC与半桥LLC谐振单元的开关管实现单级集成,具有成本低、控制简单、效率高等优点,特别适合于低功率场合。

与传统单级Boost-LLC AC-DC变换器相比,单级交错并联Boost-LLC AC-DC 变换器凭借其输入侧交错并联结构,降低了输入电流纹波,提高了单级变换器的功率等级。

然而,若采用传统PFM控制,其和传统单级Boost-LLC AC-DC变换器一样,存在如下问题:1)全球输入电压范围(85-265V<sub>ac</sub>)下Bus电压过高,因此通常仅被应用于85-135V<sub>ac</sub>的输入电压下;2)超宽的Bus电压范围,致使LLC谐振单元参数设计困难。

为此,本学位论文以实现单级交错并联Boost-LLC AC-DC变换器在全球输入电压下可靠高效运行为目标,从调制、控制及功率级参数优化设计入手,对该变换器进行深入研究和讨论,提出了基于输出电压反馈、Bus电压比例前馈和双补偿环路的三种PFM/PWM混合控制策略,并给出相应控制下的参数优化设计流程。

论文首先阐述了该变换器在PFM和PWM调制下的工作模态,并对组成该变换器的Boost PFC和LLC谐振单元的基本特性进行了分析,给出了变换器原边主开关管能实现软开关的约束条件。

接着详细介绍了三种控制策略的基本原理,并基于数字控制,给出了控制策略具体的实现算法及设计考虑。

为兼顾较高的功率因数和合理的Bus电压,基于Boost PFC和LLC谐振单元功率平衡的原则,结合不同的控制策略对变换器的参数进行了优化设计,并给出了详细的推导和计算过程。

LLC型串并联谐振变换器参数分析与运用

从上面的仿真分析可知，当频率一定时负载越重桥臂中点间阻抗越易呈容性，负载越轻则易呈感性，更有利于开关管的零电压开关。
3．2 与f>fr时的比较
在开关频率f0<f<fr的条件下谐振网络呈感性，有助于开关管的ZVS开通，且在此频率范围内副边整流二极管的电流断续，从而实现了整流二极管的零电流关断，消除了反向恢复产生的损耗。
LLC型串并联谐振变换器参数分析与运用
沈萍龚春英
0 引言
随着现代电力电子技术的发展，开关电源向着高频化、集成化、模块化方向发展。提高开关频率能减小体积，提高功率密度及可靠性，平滑变化的波形和较小的电压／电流变化率也有利于改善系统的电磁兼容性，降低开关噪声。功率谐振变换器以谐振电路为基本的变换单元，利用谐振时电流或电压周期性的过零，从而使开关器件在零电压或零电流条件下开通或关断，以实现软开关，达到降低开关损耗的目的，进一步提高频率，因此得到了重视和研究。
1．3 串并联谐振
输出电压可高于或低于电源电压，且负载变化范围宽，是目前研究领域中较主流的结构。
2 谐振参数分析
2．1 电路拓扑
图1为LLC型串并联半桥谐振变换器电路，主开关管S1和S2是固定0．5占空比互补导通，Lr、Cr与变压器的并联电感Lm构成LLC谐振网络，整流二极管直接连接到输出电容上。
LLC有两个谐振谐振频率，分别为Lm与Lr、Cr产生的串并联谐振频率以及Lr和Cr产生的串联谐振频率。
3．1 不同负载下的仿真与分析
3．1．1 满载
满载情况下的模态分析及仿真波形分别如图3及图4所示。
Model(t0～t1)：t0时刻S2关断，谐振电流对C2、C1(分别为S2、S1的寄生电容)充放电，S1端电压开始下降，当降为零时S1的体二极管导通，为S1的ZVS创造条件。变压器原边电压为上正下负，D1和D4导通，Lm两端电压被箝位为nVo，iLm线性上升，谐振只发生在Lr和Cr之间，Lm未参与谐振。

并联交错llc磁集成谐振电感

并联交错llc磁集成谐振电感并联交错LLC磁集成谐振电感是一种用于电力电子应用的电感器件。

它具有高能量存储能力、低直流电阻、高质量因数和高频率响应等特点，广泛应用于电力电子转换器、无线充电系统和电动汽车等领域。

我们来了解一下什么是LLC谐振电路。

LLC谐振电路是一种常用的高效电力电子拓扑结构。

它由一个电感、两个电容和一段功率开关组成。

在LLC谐振电路中，电感起到了储能和滤波的作用，而电容则用来形成谐振回路。

谐振电路在工作时，能够实现零电压开关和零电流开关，提高了转换效率，减小了开关损耗。

而并联交错LLC磁集成谐振电感则是在LLC谐振电路中使用的一种特殊结构的电感。

它由多个磁性材料制成的磁性片组成，并且这些磁性片之间采用了并联交错的连接方式。

这种连接方式可以减小电感器件的电流分布不均匀问题，提高了电感器件的性能。

并联交错LLC磁集成谐振电感相比传统的线圈式电感具有很多优点。

首先，由于采用了磁性片的制作工艺，使得电感器件的体积更小，重量更轻，适合于高密度集成电路的制作。

其次，磁性片的特殊结构可以有效减小电感器件的电流分布不均匀问题，提高了电感器件的能量存储能力和频率响应。

此外，由于并联交错的连接方式，使得电感器件的直流电阻更低，降低了功率损耗，提高了转换效率。

在电力电子应用中，LLC谐振电路通常用于高功率转换器的设计。

其中的电感器件起到了关键的作用。

并联交错LLC磁集成谐振电感作为一种新型的电感器件，正逐渐取代传统的线圈式电感，成为高功率转换器中的首选。

其优异的性能使得电力电子系统在工作时更加高效稳定。

并联交错LLC磁集成谐振电感是一种在电力电子应用中广泛使用的电感器件。

它通过采用磁性片制作和并联交错连接方式，提高了电感器件的能量存储能力、频率响应和转换效率。

在高功率转换器设计中，它已经取代了传统的线圈式电感，成为首选。

随着电力电子技术的不断发展，我们相信并联交错LLC磁集成谐振电感将会在更多的领域中得到应用，并为电力电子系统的高效稳定运行做出更大的贡献。

LLC谐振变换器的研究

2.期刊论文黄志武.秦惠.HUANG Zhi-wu.QIN Hui SABER仿真在LLC谐振变换器开发与设计中的应用-通信电源技术
2008,25பைடு நூலகம்2)
分析LLC谐振变换器的工作原理,提出了一种利用计算机仿真软件SABER辅助设计LLC谐振变换器的方法,并用该方法设计了一款为电力机车上的仪器仪表供电的LLC变换器,通过实验验证了该方法的准确性.
分布距离较远的负载点传输能量,而48V直流母线电压不适合直接为低压大电流输出负载点变换器(POL)供电。使用中间母线式变换器,能够提供母线电压变压器电气隔离和降压功能,很好的解决了分布式电源系统的供电问题,LLC型自驱动半桥谐振拓扑十分适合这种中间母线式变换器的应用。本文首先比较了不同LC谐振电路的软开关技术,并分析了自驱动LLC半桥谐振变换器的电路原理,工作模态及输出特性。其次,采用复频域分析法分析变换器的直流增益,并对输出电压纹波进行了数学分析,为电路参数设计打下了基础。然后,设计了变换器的电路和主要参数,完成了自驱动电路和启动电路的优化,通过仿真验证其合理性。针对变换器开环工作的缺点,提出PWM闭环控制的次级电压调整电路的方案。最后,根据分析、设计、仿真结果,制作LLC型自驱动半桥谐振变换器装置,通过采集电路波形,分析验证了变换器零电压开关特性及次级电压调整电路的效果。同时考察了变换器在不同负载下的输出特性、效率及损耗。
西南交通大学
硕士学位论文
LLC谐振变换器的研究
姓名:赵磊
申请学位级别:硕士
专业:电力电子与电力传动指导教师:郭育华
20080601
LLC谐振变换器的研究
5.学位论文许文香基于LLC谐振变换器的平板电视电源研究2008
平板电视以液晶电视、等离子电视以及OLED平板显示电视,逐步占据了数字电视的高端领域。从全球范围来看,平板电视正演变为全球电视的绝对主角。随着平板电视的增长,电源作为平板电视的核心,其研究也逐渐得到广泛的关注。本文从高效率、低成本、低损耗的平板电视电源要求入手,首先通过对平板电视电源产业的发展和需求进行分析,讨论现有平板电视电源常用拓扑在成本和效率上的不足,给出了平板电视电源的较为优化的拓扑——LLC谐振变换器。本文详细分析LLC谐振变换器的特性,包括电路的工作原理、输出电压与开关管工作频率的关系,以及LLC谐振变换器的空载特性和短路特性,通过横向对比总结出LLC谐振变换器相对于传统二元件谐振变换器的优势之处。又以不对称半桥PWM变换器为例,从四个方面将谐振变换器和不对称半桥PWM变换器进行了对比,从纵向分析了LLC谐振变换器的一些优点,并总结出LLC谐振变换器在平板电视电源应用上优点的原理依据。为得到LLC谐振变换器参数设计最优方法,本文以交流分析法分析为基础,通过仿真软件,详细讨论LLC谐振变换器的系统增益的影响因素。为使平板电视电源效率和成本最优化,将串联谐振电感集成在变压器中,给出了LLC谐振变换器变压器设计中难点的解决思路。文章还详细分析了LLC电路设计难点过流保护的实现,结合控制芯片给出了在实际电路中过流保护的设计。本文通过大量的计算、仿真和样机实验对系统设计理论分析给予以了证明,成功的把LLC谐振变换器应用到平板电视电源设计中。本文最后对整个设计、开发过程以及研究成果做了总结,并对在此过程中出现的问题提出了进一步研究设想以及该技术在平板电视电源中的广泛应用做了展望。

基于全耦合电感器的交错并联LLC谐振变换器均流特性研究

第２４卷　第１２期２０２０年１２月电　机　与　控　制　学　报Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｍａｃｈｉｎｅｓ　ａｎｄ　ＣｏｎｔｒｏｌＶｏｌ２４Ｎｏ１２Ｄｅｃ．２０２０基于全耦合电感器的交错并联ＬＬＣ谐振变换器均流特性研究杨玉岗，　邓申，　姚君优（辽宁工程技术大学电气自动化研究院，辽宁葫芦岛１２５１０５）摘　要：在大功率的应用场合中，为了减小ＬＬＣ谐振变换器的电流应力和损耗，常将多相ＬＬＣ谐振变换器并联运行，由于ＬＬＣ谐振变换器的增益对元器件参数非常敏感，因此并联运行时，各相间由于器件参数不一致引起的均流问题较为突出。

针对以上问题，提出一种自动均流方法，通过在多相ＬＬＣ谐振变换器的各个谐振槽中串联全耦合电感器，实现变换器相与相间的自动均流。

建立了基于耦合电感器的谐振回路交流等效电路模型，分析了耦合电感器的耦合度对变换器电压增益的影响，分析了耦合电感器的电感量与均流效果之间的关系，给出了耦合电感器的设计方法。

最后搭建了一台输入４８Ｖ、输出４００Ｖ／１０００Ｗ的实验样机，从仿真和实验两方面验证了理论推导的正确性和所提出均流方法的有效性。

关键词：交错并联；ＬＬＣ谐振变换器；均流；耦合电感器；耦合度；电感量ＤＯＩ：１０．１５９３８／ｊ．ｅｍｃ．２０２０．１２．０１１中图分类号：ＴＭ４６文献标志码：Ａ文章编号：１００７－４４９Ｘ（２０２０）１２－００８６－１１收稿日期：２０１９－１０－２８基金项目：国家自然科学基金（Ｕ１５１０１２８）；辽宁省特聘教授项目（５５１８０６０１０）；辽宁省教育厅重点实验室基础研究项目（ＬＺ２０１５０４５）作者简介：杨玉岗（１９６７—），男，博士，教授，博士生导师，研究方向为电力电子技术及磁集成技术；邓　申（１９９３—），男，硕士，研究方向为电力电子磁集成技术；姚君优（１９８４—），男，硕士，研究方向为电力电子磁集成技术。

通信作者：邓　申ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｃｕｒｒｅｎｔｓｈａｒｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄＬＬＣｒｅｓｏｎａｎｔｃｏｎｖｅｒｔｅｒｂａｓｅｄｏｎｆｕｌｌｙｃｏｕｐｌｅｄｉｎｄｕｃｔｏｒＹＡＮＧＹｕｇａｎｇ，　ＤＥＮＧＳｈｅｎ，　ＹＡＯＪｕｎｙｏｕ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃａｌａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＬｉａｏｎｉｎｇＴｅｃｈｎｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｕｌｕｄａｏ１２５１０５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｈｉｇｈｐｏｗｅｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，ｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｓｔｒｅｓｓａｎｄｌｏｓｓｏｆＬＬＣｃｏｎｖｅｒｔｅｒ，ｍｕｌｔｉｐｈａｓｅＬＬＣｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓａｒｅｏｆｔｅｎｏｐｅｒａｔｅｄｉｎｐａｒａｌｌｅｌ．ＳｉｎｃｅｔｈｅｇａｉｎｏｆｔｈｅＬＬＣｒｅｓｏｎａｎｔｃｏｎｖｅｒｔｅｒｉｓｖｅｒｙｓｅｎｓｉｔｉｖｅｔｏｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｃｏｍｐｏｎｅｎｔ，ｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｓｈａｒｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｉｓｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｉｎｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙｏｆｃｏｍｐｏｎｅｎｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓｂｅｔｗｅｅｎｐｈａｓｅｓｉｎｐａｒａｌｌｅｌｏｐｅｒａｔｉｏｎ．Ｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍ，ａｎａｕｔｏｍａｔｉｃｃｕｒｒｅｎｔｓｈａｒｉｎｇｍｅｔｈｏｄｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｗｈｉｃｈｒｅａｌｉｚｅｓａｕｔｏｍａｔｉｃｃｕｒｒｅｎｔｓｈａｒｉｎｇｂｅｔｗｅｅｎｐｈａｓｅｓｂｙｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇｆｕｌｌｙｃｏｕｐｌｅｄｉｎｄｕｃｔｏｒｓｉｎｓｅｒｉｅｓｉｎｅａｃｈｒｅｓｏｎａｎｔｔａｎｋｏｆｔｈｅｍｕｌｔｉｐｈａｓｅＬＬＣｒｅｓｏｎａｎｔｃｏｎｖｅｒｔｅｒ．ＴｈｅＡＣｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｃｉｒｃｕｉｔｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｒｅｓｏｎａｎｔｃｉｒｃｕｉｔｂａｓｅｄｏｎｃｏｕｐｌｅｄｉｎｄｕｃｔｏｒｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ，ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅｃｏｕｐｌｉｎｇｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｔｈｅｃｏｕｐｌｅｄｉｎｄｕｃｔｏｒｏｎｖｏｌｔａｇｅｇａｉｎｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ，ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｉｎｄｕｃｔａｎｃｅｏｆｃｏｕｐｌｅｄｉｎｄｕｃｔｏｒａｎｄｃｕｒｒｅｎｔｓｈａｒｉｎｇｅｆｆｅｃｔｗａｓｄｅｄｕｃｅｄ，ａｎｄｔｈｅｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｏｆｃｏｕｐｌｅｄｉｎｄｕｃｔｏｒｗａｓｇｉｖｅｎ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ａｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｐｒｏｔｏｔｙｐｅｏｆ４８Ｖｉｎｐｕｔａｎｄ４００Ｖ／１０００Ｗｏｕｔｐｕｔｗａｓｂｕｉｌｔ，ａｎｄｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓｏｆｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｄｅｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄａｒｅｖｅｒｉｆｉｅｄｂｙｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ；ＬＬＣｒｅｓｏｎａｎｔｃｏｎｖｅｒｔｅｒ；ｃｕｒｒｅｎｔｓｈａｒｉｎｇ；ｃｏｕｐｌｅｄｉｎｄｕｃｔｏｒ；ｃｏｕｐｌｉｎｇｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ；ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ０　引　言ＬＬＣ谐振变换器可以在宽负载范围内实现原边侧开关管的零电压开通（ｚｅｒｏｖｏｌｔａｇｅｓｗｉｔｃｈｉｎｇ，ＺＶＳ）和副边侧整流管的零电流关断（ｚｅｒｏｃｕｒｒｅｎｔｓｗｉｔｃｈｉｎｇ，ＺＣＳ），因而可以大大提高变换器的效率，具有广泛的应用前景［１－３］。

三相交错llc谐振变换器的研究

摘要单相LLC谐振变换器原边MOS管可实现零电压开通，次级整流二极管可实现零电流关断,具有转换效率高、传导辐射干扰小、开关管电压应力低、有效利用器件寄生参数等众多优点。

但次级纹波电流较大，约为输出电流的二分之一，在输出大电流应用场景下，其输出滤波电路所需电容数量较多，电容占据电源布局空间较大，不利于产品小型化。

另外电容本身属于电源低寿命器件，电源所用电容越多电源的可靠性就越低。

因此单相LLC谐振变换器不适合于输出大电流应用场景。

针对单相LLC谐振变换器输出纹波电流大的缺点，本文引入了多相LLC谐振变换器，多相LLC谐振变换器通过交错并联技术可有效减小输出纹波电流。

常用的多相LLC谐振变换器有两相交错并联和三相交错并联两种。

本文介绍了两相交错并联LLC谐振变换器的一般工作原理，输出纹波电流的推导计算，得出了两相交错并联LLC谐振变换器输出纹波电流约为输出电流的十分之一，其输出纹波电流相对于单相LLC来说显著下降，输出滤波电容数量也明显减少。

但同时也指出了谐振槽参数在实际产品化过程中存在离散性，导致两相不均流，并分析了各参数容差对两相均流的影响。

对于两相交错并联LLC谐振变换器不均流的问题，又引出了三相Y型交错LLC谐振变换器，其具有自均流能力，可有效解决相间不均流的问题。

本文详细介绍了三相Y型交错LLC谐振变换器的一般工作原理。

并对输出纹波电流进行了详细分析，通过对输出纹波电流的推导计算，得出其输出纹波电流为输出电流的约二十分之一。

借鉴单相LLC基波分析法呈现了三相Y型交错LLC转化到一相推导过程，得出三相的单相模型以此简化了后续实际设计。

同时对三相Y型交错LLC的主要设计点进行了详细设计，并给出了主变、谐振电感磁集成的具体方案。

最后通过制作实际电源产品进行了关键波形以及关键数据的测试验证。

关键词：两相LLC；三相Y型LLC；参数设计；磁集成AbstractSingle-phase LLC resonant converter can achieve zero-voltage-switching (ZVS) of primary MOSFETs and zero-current-switching (ZCS) of secondary rectifiers. These merits can benefit the power supplies (SMPS) with higher efficency，less EMI noise，lower switching stress and better utilization of parasitic parameters. However, due to its large output current ripples, large volume of electrolytic capacitors are always requied to perform filtering, which takes up much space and also deteriorates in working. These capacitors have impaired further improvements of power supplies in power density and reinforcements in system reliability, and single-phase LLC resonant converter will not qualify heavy load senarios.Two-phase interleaved and three-phase Y-type LLC resonant converters can significantly attenuate the total output current ripples. Therefore, less electrolytic capacitors are requied to be equiped and the total power disspation will also be reduced. Two-phase interleaved LLC resonant converter is investigated first in this work, and according to the analysis, slightly parameter deviation of the resonant tank will generate large power sharing unbalance between the two individual blocks. This sensitivity is difficult to damp in application due to the parameter dispersions of inductors and capacitors.Three-phase Y-type LLC resonant converter is further investigated in detail, which inherits current sharing capability naturally. In this work, the working principle of a three-phase Y-type LLC resonant converter is analyzed first, and then the total output current ripples are calculated and evaluated. A FHA based modeling method is proposed in three-phase Y-type LLC resonant converters, which transforms the three-phase model to a single-phase form, simplifying the modeling calculations. Meanwhile, parameter design method of three-phase Y-type LLC resonant converters are provided, based on which, magnetic integration scheme of transformer and resonant inductor is proposed. Finally, experiments are carried out to verify the proposed modeling and design methods.Keywords:two-phase LLC, three-phase Y-type LLC, design of parameters , magnetic integration目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)1.1研究的背景 (1)1.2交错并联技术研究现状 (3)1.3本文研究的主要内容 (5)第2章两相交错并联LLC谐振变换器 (6)2.1引言 (6)2.2两相交错并联LLC工作原理 (6)2.3两相交错并联LLC输出纹波电流分析 (13)2.4两相交错并联LLC均流 (15)2.4.1 谐振电感容差对均流的影响 (16)2.4.2 谐振电容容差对均流的影响 (17)2.4.3 变压器感量容差对均流的影响 (18)2.4.4 谐振槽极限容差对均流的影响 (18)2.5本章小结 (19)第3章三相Y型交错LLC谐振变换器 (20)3.1引言 (20)3.2三相Y型交错LLC工作原理 (20)3.2.1 工作频率小于谐振频率 (21)3.2.2 工作频率等于谐振频率 (31)3.2.3 工作频率大于谐振频率 (37)3.3三相Y型交错LLC输出纹波电流分析 (44)3.4本章小结 (45)第4章三相Y型交错LLC基波模型 (46)4.1引言 (46)4.2单相LLC基波模型 (46)4.3三相Y型交错LLC基波模型 (48)4.4本章小结 (51)第5章三相交错并联LLC主要参数设计 (52)5.1引言 (52)5.2母线电容容值和工作电压设计 (52)5.3频率范围设计 (54)5.4谐振电容设计 (55)5.5谐振电感设计 (55)5.6变压器设计 (58)5.7本章小结 (60)第6章实验测试数据及波形分析 (61)6.1两相LLC均流数据及波形 (61)6.2三相Y型LLC均流数据及波形 (62)6.3关键波形 (63)6.4效率测试数据 (64)结论 (65)参考文献 (66) (70)致谢 (71)个人简历 (72)第1章绪论1.1 研究的背景全球各国都在大力开展节能减排活动，纷纷出台各类产品的节能减排的标准、方法、政策，如欧盟能效标准COC标准（V5）、美国能效标准DOE等。

三相y-δ型交错不完全对称clllc谐振变换器的研究

三相y-δ型交错不完全对称clllc谐振变换器的研究1.引言1.1 概述概述部分的内容可以简单介绍本篇长文的研究背景和主要内容。

以下是一个可能的概述内容示例：在能源领域的快速发展中，能源转换以及节能减排问题一直备受关注。

作为一种新兴的谐振变换器，三相Y-Δ型交错不完全对称CLLLC谐振变换器因其高效性和高功率因数得到了广泛关注。

本文通过对该谐振变换器的研究，旨在探究其原理以及在实际应用中的性能表现。

本文首先介绍了三相Y-Δ型交错不完全对称CLLLC谐振变换器的研究对象，阐述了该变换器的基本组成和工作原理。

随后，对其工作原理进行了详细的分析，结合电路图和数学推导，解释了其在能量转换过程中的运行机制。

为了验证该谐振变换器的性能表现，本文设计了一系列实验，并给出了实验结果。

经过对实验数据的仔细分析，得出了相关结论，并在结果分析部分对实验结果进行了详细的解释和讨论。

本文的研究成果不仅验证了该谐振变换器在能量转换中的高效性和高功率因数，还为该变换器在实际应用中的优化提供了一定的指导。

通过本文的研究，我们可以更全面地了解三相Y-Δ型交错不完全对称CLLLC谐振变换器的原理和性能特点，为其在能源转换领域的应用提供技术支持和理论依据。

同时，本文的研究成果也有望为相关领域的研究者提供有益的参考和启示，进一步推动能源转换技术的发展和创新。

1.2文章结构文章结构部分的内容如下：1.2 文章结构本篇文章主要包含以下几个部分：引言：对研究的背景和意义进行概述，介绍三相y-δ型交错不完全对称clllc谐振变换器的研究背景及其重要性。

正文：对研究对象进行介绍，包括该变换器的基本结构、工作原理以及相关的理论分析。

其中，研究对象的详细描述将包括其电路拓扑、电气参数以及工作特性等方面的内容。

2.1 研究对象在本部分，将对三相y-δ型交错不完全对称clllc谐振变换器进行详细介绍。

首先，对其基本结构进行描述，包括变换器的输入输出端口、电源和负载等组成部分。

基于整流侧辅助调控的交错并联LLC谐振变换器

2021年5月电工技术学报Vol.36 No. 10 第36卷第10期TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY May 2021DOI: 10.19595/ki.1000-6753.tces.200173基于整流侧辅助调控的交错并联LLC谐振变换器孙加祥吴红飞汤欣喜杨帆邢岩（南京航空航天大学自动化学院南京 211106）摘要交错并联技术是提高电源模块输出能力的有效手段，谐振腔参数的微小差异会导致交错并联LLC谐振变换器严重的不均流问题。

该文通过在LLC谐振变换器的高频整流电路中引入有源开关、构建混合型整流器，利用整流侧的辅助控制，主动对输出电流较小模块的电压增益进行补偿，从而实现了相同开关频率交错并联运行的LLC谐振变换器的均流调节。

文中详细分析混合整流LLC谐振变换器的工作原理和特性，并根据具体应用场景给出均流电路的不同实现方式。

最后，通过实验结果证明了所提出的均流控制方法的可行性和有效性。

关键词：交错并联 LLC谐振变换器均流混合整流中图分类号：TM46Interleaved LLC Resonant Converter withAuxiliary Regulation of RectifierSun Jiaxiang Wu Hongfei Tang Xinxi Yang Fan Xing Yan（College of Automation Engineering Nanjing University of Aeronautics and AstronauticsNanjing 211106 China）Abstract The interleaving technique is an effective method to improve the output capability of the power module. Small differences in parameters of the resonant cavity can cause serious uneven current in the interleaved LLC resonant converter. In this paper, by introducing an active switch in the rectifier of LLC resonant converters, a hybrid rectifier was built, and the auxiliary control on the rectifier was used to actively compensate the voltage gain of the module with smaller output current, thereby achieving the current sharing control of the interleaved LLC resonant converter. The working principle and characteristics of the LLC resonant converter with hybrid rectifier were analyzed in detail, and different implementations of the current sharing circuit were given according to specific applications. Finally, the experimental results verify the feasibility and effectiveness of the proposed current sharing control method.Keywords：Interleaved parallel, LLC resonant converter, current sharing, hybrid rectification0引言随着负载的不断增大，功率变换器应具有更高的功率等级，并且可在宽负载范围内实现高效率[1-4]。

LLC谐振变换器交错并联技术的研究的开题报告

LLC谐振变换器交错并联技术的研究的开题报告一、选题背景谐振变换器因其在高压高频变换器中应用广泛，具有体积小、效率高、成本低等优点，成为高压高频变换器的重要组成部分。

在多芯片封装技术的发展中，多个谐振变换器可以实现并联提高输出功率，然而传统谐振变换器并联技术在功率输出量增加时，容易出现温升过高、电流波形失真等问题，影响系统稳定性。

因此，研究如何解决这些问题，提高谐振变换器并联技术的可靠性和稳定性，对于谐振变换器在高压高频变换器中的应用具有重要意义。

二、研究目的本次研究旨在解决谐振变换器并联技术中出现的电流波形失真和温升过高等问题，并提高其系统的可靠性和稳定性，为谐振变换器在高压高频变换器中的应用提供技术支持。

三、研究内容1.分析谐振变换器并联技术的优缺点及其存在的问题。

2.研究LLC谐振变换器交错并联技术的原理与特点，分析其相比传统并联技术的优势。

3.根据LLC谐振变换器交错并联技术的原理，设计交错并联谐振变换器的电路模型，验证其电流波形是否失真。

4.通过实验方法，比较传统并联技术和LLC谐振变换器交错并联技术在功率输出量增加时的系统温升情况，并分析交错并联技术的稳定性和可靠性。

四、研究意义本研究将为高压高频变换器中谐振变换器并联技术的发展提供技术支持，提高系统的稳定性和可靠性。

同时，本研究也将对于谐振变换器技术的研究提供新思路。

五、研究方法本研究将通过理论分析、电路设计、实验验证等方法进行研究，其中实验验证是本研究的重点。

六、预期结果本研究预计能够验证LLC谐振变换器交错并联技术相比传统并联技术在功率输出量增加时的系统温升情况是否得到改善，并分析交错并联技术的稳定性和可靠性。

同时，本研究还将为谐振变换器技术的研究提供新思路。

LLC谐振变换器交错并联技术研究--论文

近年来，随着人们对电源产品要求的不断提高，高频化、高效率、高集成度逐渐成为了研究热点。LLC 谐振变换器开关管可实现零电压开通，副边二极管可实现零电流开关，而且能以较窄的频率变化控制宽范围的输入电压波动或负载的切换 [1-3]，因此已被广泛的应用在平板电视、通信电源等诸多领域。虽然 LLC 谐振变换器具备上述显著优点，但由于其输出电流纹波大，故必须通过增加滤波电容的数量来吸收较大的纹波电流，否则将造成输出电容的严重发热，进而影响电源的寿命。虽然也可通过增大操作频率来减小电容纹波电流，但是这将会影响变换器的效率，此时两相 LLC 谐振变换器交错并联技术应运而生。然而由于电路器件实际参数存在精度问题，当两路参数相差较大时会造成两路 LLC 分配的功率严重不均，甚至会损坏电源。因此，需要加入额外的控制环来控制两路均流，但这将使电路设计更为复杂。本文提出了一种结构简单的 LLC 交错并联拓扑，该拓扑能够实现两路负载的自动均流且未引入复杂的控制回路。
虽然也可以通过优化谐振槽参数和输出阻抗这种简单的方法来减小纹波但是均流效果不是很理想llc变换器的典型增益特性曲线如图4所示两路llc并联时共用一个电压环其操作频率相等且通过调节频率来维持输出电压的稳定当谐振槽参数不相等时两路llc同的增益曲线且不存在固定的交点
研究与设计
LLC谐振变换器交错并联技术研究
为了验证上述负载均流特性与操作频率之间的关系，考虑实际，选取两路略有差异的谐振槽，第一路 LLC 变换器的谐振槽选择理论计算值，第二路 LLC 变换器留出一定的裕量，现按以下关系式选取：
谐振电感：Lr2 = (1±5%)Lr1 谐振电容：Cr1 = (1±5%)Cr2 取：Lr1=36 μH，Lr2=41 μH，Cr1=86 nF，Cr2=80 nF。由式(2)我们可以得出随着频率变化的三种不同情况的负载不平衡特性曲线，如图 3 所示。从图中可以看出：（1）M≠1(M <1 或 M >1)时，输出负载的差异随频率的增加先减小后增大；（2）M =1 时，输出负载的差异随频率的增加而减小。因此对于传统的两路直接并联结构来讲，为防止两路负载严重的不平衡，必须加入额外的电流控制环或是采用其他的方法来削减这种不平衡，但是额外的控制环会使得控制回路的设计变得更加复杂。虽然也可以通过优化谐振槽参数和输出阻抗这种简单的方法来减小纹波，但是均流效果不是很