基于LC全桥串联谐振的脉冲功率电源设计
基于lcc谐振的高压充电电源研究与设计
基于lcc谐振的高压充电电源研究与设计近年来,随着能源技术的发展,电力的普及以及对环境的关注,人们越来越关注高效、环保的电力供应方案。
在此背景下,低谐振(LCC)谐振技术受到了广泛关注,为高压充电电源设计提供了新的思路。
LCC谐振技术主要通过降低变压器的系统阻抗和功耗来降低电流噪声和提高变压器的功率因数。
它通过利用特殊的的反馈电路将一个低频电路调节到谐振状态,这种技术可以替代传统设计技术,如PFC (功率因素校正),芯片内置滤波器,等等。
因此,LCC谐振技术可以有效地降低高压变压器的功耗和电流噪声。
首先,在设计高压充电电源时,LCC谐振技术可以提供更高功率因数和更好的电路稳定性。
例如,在设计LCC谐振高压充电电源时,可以有效地降低噪声和滞后,从而提高功率因数。
此外,它还可以提供很高的电压精度,达到±1V以内。
其次,LCC谐振技术可以降低变压器阻抗和功耗。
由于变压器功耗是由变压器电流决定的,因此,可以通过LCC谐振技术降低变压器功耗,从而提高变压器的系统效率。
此外,LCC谐振技术还可以降低系统的成本。
LCC谐振技术比传统PFC技术成熟,技术简单,仅需要电容和电感就可以实现,从而减少了系统的组件成本。
最后,LCC谐振技术还可以提高充电电源的可靠性。
由于LCC谐振技术可以降低噪声和滞后,从而提高充电电源的稳定性。
综上所述,LCC谐振技术是设计高压充电电源的有效方法,它可以提高功率因数和可靠性,同时降低变压器功耗和系统成本。
但是,由于LCC谐振技术目前仍处于发展阶段,因此有必要仔细研究电路的参数以及如何设计出更好的元件组合,以更好地满足高压充电电源的需求。
本文基于LCC谐振的高压充电电源研究与设计,从技术发展、性能特点和可靠性等几方面阐述了LCC谐振技术在高压充电电源的发展过程中的重要地位。
由于LCC谐振技术在高压充电电源设计中的潜在优势,因此未来有望成为主流设计技术。
基于LC串联谐振的高压恒流充电电源设计
基于LC串联谐振的高压恒流充电电源设计
江进波;徐林;罗正;杨文;唐铭;姚延东;陈锐
【期刊名称】《强激光与粒子束》
【年(卷),期】2024(36)5
【摘要】LC串联谐振式高压恒流充电电源能够实现电容器的高效快速充电,且具有较好的抗负载短路能力,在高重频脉冲功率系统中具有广阔的应用前景。
充电电源
的效率是决定系统重频运行能力的重要因素,提高效率是目前高压电容器充电电源
设计的首要目标。
根据LC串联谐振电路的工作原理,分析可知电源工作模式、逆变桥的开关频率以及高频变压器的分布参数是影响LC串联谐振电源效率的主要因素。
针对功率为10 kW、输出电压为40 kV的直流电源,计算主电路参数并利用Pspice建立了电路模型验证其准确性,采用软开关技术减小开关损耗,设计了分布参数较小的高频变压器进一步提高效率,并在此基础上完成了电源整体结构设计。
最
后测试了电源的充电特性,结果表明该电源可将0.1μF电容器在37 ms内充电至39.5 kV,其充电效率为87.1%。
【总页数】8页(P42-49)
【作者】江进波;徐林;罗正;杨文;唐铭;姚延东;陈锐
【作者单位】三峡大学电气与新能源学院;三峡大学湖北省输电线路工程技术研究
中心;国网恩施供电公司
【正文语种】中文
【中图分类】TN78
【相关文献】
1.LC串联谐振恒流充电系统
2.LC谐振式恒流充电电源的研究
3.采用串联结构的高压电容恒流充电电源
4.基于谐振恒流充电的电梯应急电源设计
5.移相串联谐振高压电容器充电电源谐振参数设计方法及其电流控制策略
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基于LCC谐振变换器的高压直流电源设计
基于LCC谐振变换器的高压直流电源设计摘要:为提高高压直流电源效率,降低其体积和重量,这里介绍了一种基于LCC谐振变换器的高压直流电源设计方法。
结合移相脉宽调制(PWM)和脉冲频率调制(PFM)方法,实现变换器在全负载范围内的软开关。
首先分析了LCC电路的工作原理,并采用基波近似法进行数学建模,在此基础上,给出不同负载时频率、占空比与电压增益的关系曲线,为设计LCC谐振变换器提供理论依据。
最后通过一台峰值电压35 kV,额定功率7 kW的电源样机验证了设计的正确性,系统采用闭环控制,提高了输出电压的精度。
关键词:电源;高压直流;谐振变换器;软开关1 引言高频高压变压器是高压直流电源设计的难点,经过分析,如何减小变压器的分布参数是高频高压电源设计的关键。
此处通过引入谐振,将变压器分布参数作为谐振元件的一部分,实现开关管的软开关,减小开关损耗,提高开关频率,从而减小变换器的体积。
谐振变换器有串联、并联和串并联3种拓扑。
串并联谐振变换器,又称LCC谐振变换器,结合了前两种拓扑的优点,在合理设计参数的前提下,可使电源在输入电压范围变化很大,输出空载到满载的条件下,仍然保持很高的效率。
LCC谐振变换器主要有移相PWM和PFM两种控制方法。
这里采用PWM和PFM结合的控制策略,在频率变化范围不大,负载电压恒定的前提下,保证变换器从空载到满载范围内均能实现软开关。
通过闭环控制,提高输出电压的抗干扰能力。
2 LCC谐振变换器工作原理2.1 LCC谐振电路工作状态分析图1为电容型滤波LCC谐振变换器电路。
Cs,Ls为LCC谐振电路串联谐振电容和谐振电感,Ls包含变压器折算到初级的等效漏感;Cp为并联谐振电容,包含变压器折算到初级的分布电容。
分析前先假设:输出电容很大,Uo保持不变;所有器件都是理想器件;电感电流连续且为理想正弦波。
图2为移相PWM控制稳态时的主要波形。
(1)[t0~t1] t0时刻,电感电流iLs为零,此时VQ4为零电流开通,在前一时段VQ1已经零电压开通,VQ1,VQ4导通,uAB为正,Ls,Cs,Cp发生谐振,输出整流桥关断,uCp从-Uo/n升高,到t1时刻,uCp升高至Uo/n,输出整流桥导通,此阶段结束。
《基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的研究》范文
《基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的研究》篇一一、引言随着电力电子技术的快速发展,DC-DC变换器在电力系统中扮演着越来越重要的角色。
其中,基于LLC(L-C-C)谐振的双向全桥DC-DC变换器因其高效率、低损耗、宽范围调压等优点,受到了广泛关注。
本文旨在深入研究基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的原理、特性和设计方法。
二、LLC谐振技术概述LLC谐振技术是一种广泛应用于DC-DC变换器的技术,其核心在于通过电感、电容和电容之间的谐振来实现高效能量传输。
LLC谐振电路由一个谐振电感、两个谐振电容和负载组成,能够实现在不同输入电压和负载条件下,输出稳定的电压和电流。
此外,LLC谐振电路具有较低的导通损耗和较高的效率,适用于高功率应用。
三、双向全桥DC-DC变换器结构基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器由两个全桥电路组成,分别连接在输入和输出端。
通过控制开关管的通断,实现能量的双向传输。
该变换器具有以下特点:1. 高效率:由于采用LLC谐振技术,能量传输效率高。
2. 宽范围调压:通过调整谐振参数,可实现宽范围调压。
3. 双向性:可实现能量的双向传输,适用于电池充放电等应用。
四、工作原理与特性分析基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的工作原理主要涉及开关管的通断控制和能量的传输过程。
当开关管按照一定规律通断时,会在输入端和输出端之间形成谐振电流,从而实现能量的传输。
在分析该变换器的特性时,需考虑以下因素:1. 电压增益:通过调整开关管通断时间和谐振参数,实现不同电压增益的需求。
2. 软开关特性:LLC谐振电路具有软开关特性,可降低开关损耗。
3. 效率与损耗:分析在不同工作条件下,变换器的效率和损耗情况。
五、设计与优化方法针对基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的设计,需考虑以下因素:1. 参数设计:包括谐振电感、谐振电容和开关管的选择与计算。
2. 控制策略:根据应用需求,设计合适的开关管通断控制策略。
基于lcc谐振的高压充电电源研究与设计
基于lcc谐振的高压充电电源研究与设计现代电力电子技术的快速发展为改善电能质量及提升电力系统能源利用率提供了重要手段,高压充电电源(HVCD)是其中的重要组成部分。
HVCD具有改善电能质量、节约能源和减少噪声的特点,为社会和经济发展提供了重要支持。
基于LCC谐振的高压充电电源的研究及设计,具有极端重要的意义。
首先,对充电电源的零源抖动、噪声低、输出稳定的要求极大。
LCC谐振技术能够有效满足这些要求,以提高电源的效率和质量,从而改善电能质量及提升电力系统能源利用率。
LCC谐振技术有效地提高了电源效率,减少了能量损失,并大大降低了输入电流的噪声,改善了输出电压的稳定性。
其次,在设计过程中,结构的正确选择对于提高电源的效率、准确度和稳定性至关重要。
因此,需要考虑变压器尺寸、回路参数、主要元件及结构等因素,精确设计LCC谐振电源,让其具备良好的动态和稳定性能,满足HVCD的关键要求。
再者,有效降低谐振电源的损耗和噪声非常重要。
可以采用低损耗元件和高效率控制技术,使电源损耗降至最低,噪声降到最低程度。
此外,在设计电路的同时,可以考虑采用合适的EMI滤波器,强化LCC谐振电源的电磁兼容性。
最后,在测试环节,可以综合考虑工作负荷、温度等多个因素,对谐振的特性进行全面评估,确保谐振电源的稳定性。
综上所述,LCC谐振技术对HVCD研究及设计具有重要意义,必须综合考虑电路结构、元件及控制技术等因素,提高效率、减少噪声、改善稳定性和电磁兼容性,才能实现高压充电电源技术的有效研究及设计。
本文结合实际情况,就基于LCC谐振的高压充电电源的研究及设计进行了较为详细的探讨,从而为实现高效的电能管理及精确的能源运用提供技术支持。
随着社会经济的进一步发展,高压充电电源的技术将会越来越受到重视,尤其是基于LCC谐振的高压充电电源,未来发展前景非常乐观。
未来,研究者可以继续深入研究LCC谐振技术,充分发挥它的优势,并开展大功率、高效率的HVCD的研究及开发,以期实现更高效的电能质量及更精确的电能利用。
基于llc谐振全桥的充电机设计
摘要摘要当今社会,能源危机和环境污染双重压力下,推动绿色能源开发利用,实现能源和环境的可持续发展,已经是当务之急。
近年来,由于国家的大力支持,电动汽车快速发展。
使得与之相匹配的充电系统的研究,应用前景巨大。
充电系统一般由PFC(Power Factor Correction,功率因素校正)和DC/DC(DC-DC Power Convert,直流变换)两部分组成;后级DC-DC充电机模块与电动汽车动力电池直接相连接,其输出性能直接影响动力电池的健康状态和寿命,因此对DC-DC充电机设计至关重要。
LLC谐振全桥变换器可以在宽输出电压范围内,不需要任何辅助网络,实现MOS管和输出整流二极管软开关,同时具有高功率密度、高效率、高频化等优势。
将LLC谐振全桥变换器应用于DC/DC充电机,易于满足DC/DC充电机的宽电压输出、高功率输出、高效率及体积小型化等充电系统需求。
本文基于LLC谐振全桥变换器设计一台15kW的DC/DC充电机,使其满足电动汽车充电需求。
本文主要工作为:分析了DC/DC充电机的研究意义及国内发展现状,并提出充电机需求指标。
在变频控制和定频控制方式下,推导了变换器基于基波简化等效模型及全范围软开关的约束条件。
本文充电机设计时侧重考虑的以下几个约束因素:安全条件约束、软开关约束、效率特性约束、负载切换对品质因素Q的影响、控制策略选择。
详细分析这些约束因素对参数的影响,并得到数学约束条件,为后续参数设计提供指导依据,进一步提出一种较为简单的参数设计流程,使设计的参数良好合理匹配。
然后针对15kW的DC/DC充电机具体需求指标,进行了硬件系统的全面设计实现:首先设计了硬件系统构架,确定了主功率电路具体参数,对电容器件和功率器件进行了选择,并对核心的高频变压器和谐振电感进行了全面设计;接着针对主功率电路的工作特点和控制方式设计了匹配的测控(采样和控制)电路、保护电路以及通信电路的设计。
最后对主功率电路进行了MATLAB仿真,研制了15kW DC/DC实验样机,对设计的样机指标进行了全面详细的测试,实现结果表明设计实现了预期目标。
《2024年基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的研究》范文
《基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的研究》篇一一、引言随着电力电子技术的不断发展,DC-DC变换器作为电力转换的核心设备,其性能的优劣直接影响到整个系统的运行效率和稳定性。
近年来,基于LLC(L-C-L)谐振的双向全桥DC-DC变换器因其高效率、低损耗、宽电压范围等优点,在新能源、电动汽车、储能系统等领域得到了广泛的应用。
本文旨在研究基于LLC 谐振的双向全桥DC-DC变换器的原理、设计及优化方法,为实际应用提供理论依据。
二、LLC谐振变换器的基本原理LLC谐振变换器是一种采用谐振原理进行能量传递的DC-DC 变换器。
其基本结构包括输入电源、全桥逆变电路、谐振腔(包括L1、L2、C)和输出整流电路。
当开关管工作时,通过控制开关管的通断,使逆变电路输出高频方波电压,与谐振腔中的电感、电容发生谐振,从而实现能量的传递和转换。
三、双向全桥DC-DC变换器的设计双向全桥DC-DC变换器是在LLC谐振变换器的基础上,增加了反向能量传输的功能。
其设计主要涉及到主电路参数的设计、控制策略的制定以及驱动电路的设计等方面。
1. 主电路参数设计:主要包括输入电压范围、输出电压范围、功率等级等参数的确定,以及谐振腔中电感、电容的选取和计算。
2. 控制策略的制定:针对双向全桥DC-DC变换器的特点,制定合适的控制策略,如移相控制、PWM控制等,以实现能量的高效传输和系统的稳定运行。
3. 驱动电路的设计:为了保证开关管的正常工作,需要设计合适的驱动电路,包括驱动电源的选择、驱动电路的拓扑结构等。
四、优化方法及性能分析针对基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器,可以从以下几个方面进行优化:1. 优化谐振腔的设计:通过调整电感、电容的参数,使系统在更宽的输入电压范围内实现谐振,从而提高系统的效率和稳定性。
2. 改进控制策略:根据实际需求,采用更先进的控制策略,如数字控制、智能控制等,以提高系统的动态响应速度和精度。
基于全桥LLC谐振变换器的基站电源设计
基于全桥LLC谐振变换器的基站电源设计基于全桥LLC谐振变换器的基站电源设计近年来,随着通信技术的不断发展,基站作为支撑通信网络运行的关键节点,对电源的要求也越来越高。
传统的基站电源在效率、体积和可靠性等方面存在着一些不足,因此需要一种新型的设计来满足这些需求。
基于全桥LLC谐振变换器的基站电源设计应运而生。
全桥LLC谐振变换器是一种高效、小型化的电源设计方案,它结合了全桥拓扑和LLC谐振特性,能够在高频率下实现高效率的能量传输,并且具有较小的体积和较高的可靠性。
因此,利用全桥LLC谐振变换器设计基站电源,将能够提高整体的功率密度和能量利用率,同时提高系统的可靠性。
首先,基于全桥LLC谐振变换器的基站电源设计需要对电源的输入和输出进行合理的设计。
在输入端,需要考虑基站的电网连接和电网波动等因素,通过合适的输入滤波电路和稳压电路来保证输入电流的稳定性和纹波度。
在输出端,需要考虑基站各个模块的电压需求,通过设计合适的输出电路来提供稳定的输出电压和电流。
其次,基于全桥LLC谐振变换器的基站电源设计需要考虑系统的传输效率和稳定性。
在谐振变换器的设计中,通过选择合适的电感、电容和开关管件来实现合适的谐振频率,使得能量传输更加高效。
同时,通过使用高效的开关管件和合理设计的控制策略来降低开关的损耗,从而提高整个系统的传输效率。
另外,全桥LLC谐振变换器的基站电源设计还需要考虑系统的可靠性和安全性。
在设计过程中,需要充分考虑各个电路模块之间的电气和热耦合效应,合理布局电路板,优化散热设计,以提高系统的可靠性。
同时,还需要加入过压、过流和短路保护等电路,以保证系统的安全运行。
基于全桥LLC谐振变换器的基站电源设计还需要考虑系统的控制策略。
通过合适的控制策略和调节电路来实现输入和输出的稳定,从而提高系统的稳定性和响应速度。
同时,还可以通过算法调节系统的工作频率,以提高系统的适应性和兼容性。
最后,通过实际的试验和验证,基于全桥LLC谐振变换器的基站电源设计可以得到较好的效果。
基于LCC谐振变换器的高压直流电源设计
基于LCC谐振变换器的高压直流电源设计引言:高压直流电源在许多领域,如电力系统、电力电子设备和工业自动化等中都起着重要的作用。
传统的高压直流电源设计中,常常使用整流电路、滤波电路和电压调节电路等多个模块来完成。
然而,这种设计方式需要较多的元器件,造成系统的体积较大、效率较低、成本较高。
因此,LCC谐振变换器应运而生,并得到了广泛的应用。
本文将基于LCC谐振变换器设计一种高压直流电源。
一、LCC谐振变换器的基本原理LCC谐振变换器由L(电感)、C(电容)和C’(电容)三个元器件组成,其主要作用是通过电感和电容元器件来控制电流和电压的交换。
其基本工作原理如下:1.输入电压加到谐振电感L上,L充电;2.当L充电到电容电压C’时,C’开始放电;3.C’的放电电流经过L和C,供给输出负载,并达到输出电压;4.当输出电容C的电压升高到峰值时,L会开始放电;5.L的放电电流通过D(二极管)充电。
6.加到C'上的电压增加,电容电流变小;7.当电容电流降为零时,L将停止放电,同时充电;8.反复以上步骤。
1.确定输出电压:根据具体的应用要求确定输出电压的数值。
2.选择谐振电感L:根据输出电压和输出功率确定选择合适的谐振电感大小。
3.选择合适的电容C和C’:根据谐振电感L的选择结果,确定合适的电容C和C’的数值,以满足谐振频率的要求。
4.选择二极管D:根据设计负载电流和输出电压确定选择合适的二极管D。
5.设计谐振频率:根据所选用的L、C、C’和D的数值,通过计算得到谐振频率。
6.添加控制电路:在LCC谐振变换器设计中,控制电路的设计十分重要,可采用开关电源控制芯片进行设计。
7.进行仿真和优化:通过电路仿真软件(如PSIM等)对设计电路进行仿真,调整参数,优化电路性能。
8.布局和线路设计:将所设计的电路进行布局和线路设计,并进行PCB制板。
9.制造和测试:根据设计的PCB进行电路制造,并进行电路测试,验证设计电路的性能。
毕业论文——全桥LLC串联谐振DCDC变换器
编号南京航空航天大学毕业设计全桥 LLC 串联谐振 DC/DC 题目变换器学生姓名学号学院自动化学院专业电气工程与自动化班级指导教师二〇XX年X月毕业设计(论文)报告纸全桥 LLC 串联谐振 DC/DC 变换器摘要近现代随着能源价格的增高和需求的增大,工作效率的高低成为了 DC/DC 变换器比较重要的指标之一。
为了追求 DC/DC 变换器的大功率和高效率,需要不断地改进变换器的结构和器件。
传统移相全桥软开关变换器可以有较大的功率,并且可以较好的实现 ZVS,提高效率。
但是相对的却限制了负载的范围,反向二极管的恢复也成了问题并且在输入大电压时效率很低。
为了解决这些问题,本文试着研究全桥 LLC 串联谐振变换器。
本文首先简单介绍了传统移相全桥 PWM ZVS 变换器、全桥 LC 串联谐振变换器、全桥LC 并联谐振变换器和全桥 LCC 串并联谐振变换器,并指出了其中的优缺点。
在此基础上对比介绍了全桥 LLC 串联谐振变换器。
对 LLC 串联谐振全桥 DC/DC 变换器的工作原理进行了详细研究,利用基频分量近似法建立了变换器的数学模型,确定了主开关管实现 ZVS 的条件,推导了边界负载条件和边界频率,确定了变换器的稳态工作区域,推导了输入、输出电压和开关频率以及负载的关系。
之后又设计了一个变换器电路,计算了相关参数,并且对元器件进行了选择。
本文使用UC3861 进行开关控制,设计了它的闭环电路。
最后用 saber 软件分别进行了满载、半载、轻载和空载的仿真分析。
仿真结果证实了理论分析的正确性。
关键词:DC/DC 变换器,全桥,UC3861,LLCiFull bridge LLC series resonant DC/DC converterAbstractIn modern times with increasing energy prices and increased demand, the level of efficiency has become the important index of DC/DC converter. In order to pursue DC/DC converter with high power and high efficiency, the structure and device of converter is needed to be improved. The traditional phase shifted full bridge PWM ZVS converter has some bad place.It limits the load range. Reverse diode recovery has become a problem when the input voltage and high efficiency is very low. To solve these problems, we try to study the full bridge LLC series resonant converter.This paper introduces the circuit and the characteristics of the traditional phase shifted full bridge PWM ZVS converter, full bridge LC series resonant converter and the full bridge LC parallel resonant converter and the full bridge LCC series resonant converter. Then their shortcomings are pointed out. In this paper, LLC series resonant Full Bridge DC/DC converter is analyzed in detail. Based on the fundamental element simplification method, the mathematics model of the converter is obtained, and the conditions to achieve ZVS are given. Steady working region of LLC series resonant Full Bridge DC/DC is confirmed, the relations between input and output voltage depending on switching frequency and load conditions are given.Then, a converter circuit is designed, its parameters are calculated and the selected its components. This paper uses UC3861 for switching control and designed the closed-loop circuit. Finally uses the saber software to analyze some different situation of load.Finally, the simulation results are given, confirm the theoretical results are accurate.Key Words:DC/DC converter; Full bridge; UC3861; LLC目录摘要 (i)ii 第一章引言.............................................................................................................................- 1 -1.1 课题背景......................................................................................................................... - 1 -1.2 谐振变换器研究现状..................................................................................................... - 1 -1.2.1 移相全桥 PWM ZVS DC/DC 变换器.................................................................. - 1 -1.2.2 LC 串联谐振变换器............................................................................................. - 2 -1.2.3 LC 并联谐振变换器............................................................................................. - 3 -1.2.4 LCC 串并联谐振变换器....................................................................................... - 3 -1.3 本文的主要内容............................................................................................................. - 4 - 第二章全桥 LLC 串联谐振 DC/DC 变换器................................................................................ - 6 -2.1 引言................................................................................................................................. - 6 -2.1.1 拓扑图................................................................................................................... - 6 -2.1.2 全桥 LLC 谐振变换器的优缺点.......................................................................... - 6 -2.2 全桥 LLC 串联谐振变换器的原理................................................................................ - 6 -2.2.1 全桥 LLC 串联谐振变换器的等效电路.............................................................. - 6 -2.2.2 全桥 LLC 串联谐振变换器的工作区域............................................................ - 10 -2.3 全桥 LLC 串联谐振变换器的工作过程...................................................................... - 12 -2.3.1 开关管工作在区域 1(f m<f<f r)....................................................................... - 12 -2.3.2 开关管工作在区域 2(f>f r)............................................................................. - 14 -2.4 频率特性....................................................................................................................... - 16 -2.5 空载特性....................................................................................................................... - 17 -2.5 短路特性....................................................................................................................... - 18 -2.6 本章总结....................................................................................................................... - 19 - 第三章闭环控制电路的设计..................................................................................................... - 20 -3.1 UC3861 的简单介绍..................................................................................................... - 20 -3.2 UC3861 的工作原理..................................................................................................... - 21 -3.3 闭环电路的设计........................................................................................................... - 22 -3.4 本章总结....................................................................................................................... - 22 - 第四章参数设计及仿真结果..................................................................................................... - 24 -4.1 参数设计....................................................................................................................... - 24 -4.1.1 性能指标要求..................................................................................................... - 24 -4.1.2 主电路参数设计................................................................................................. - 24 -4.1.3 输出整流滤波电路............................................................................................. - 28 -4.1.4 fmax、fmin、死区时间设计.............................................................................. - 28 -4.2 saber 仿真结果.............................................................................................................. - 29 -4.2.1 满载..................................................................................................................... - 29 -4.2.2 半载..................................................................................................................... - 34 -4.2.3 轻载..................................................................................................................... - 38 -4.2.4 空载..................................................................................................................... - 40 -4.3 本章小结....................................................................................................................... - 42 - 第五章全文总结及展望........................................................................................................... - 43 - 参考文献................................................................................................................................. - 44 - 致谢..................................................................................................................................... - 45 -第一章引言1.1课题背景随着电力电子技术的发展与计算机技术的快速提升,有关 DC/DC 变换器的应用变得很普遍,对于这方面的研究也就多了起来。
基于lc串联谐振逆变器的电容充电案例设计
基于lc串联谐振逆变器的电容充电案例设计
LC串联谐振逆变器的电容充电案例设计涉及到多个步骤。
以下是一个基本的案例设计,包括电路图、工作原理和主要步骤。
案例设计:基于LC串联谐振逆变器的电容充电
1. 电路图
```
电路图包括一个电源(V_in),一个LC串联谐振回路,一个全桥逆变器,以及一个待充电的电容(C_out)。
```
2. 工作原理
LC串联谐振回路与全桥逆变器配合工作,将输入电源的能量转变为特定频率的交流电,对输出电容进行充电。
其核心是利用LC元件的谐振特性,使得在特定的频率下,逆变器能够高效地将直流电转换为交流电。
3. 主要步骤
步骤1:设定LC串联谐振回路的参数。
这包括电感(L)和电容(C)的值,以及期望的谐振频率。
步骤2:选择合适的全桥逆变器,确保其工作在期望的频率范围内,并且能够提供足够的电流和电压来充电电容。
步骤3:将输入电源连接到LC串联谐振回路和全桥逆变器上,启动充电过程。
步骤4:通过监测LC串联谐振回路的电流和电压,以及输出电容的电压,确保充电过程按照预期进行。
步骤5:当输出电容的电压达到预设值时,停止充电过程。
这个案例设计提供了一个基于LC串联谐振逆变器的电容充电的基本框架。
根据实际应用的需要,可能需要对电路参数进行调整,以满足特定的充电需求。
一种高效率LC谐振式移相全桥行波管高压电源的设计
Ab s t r a c t : Th i s pa p e r d e s i g ns a hi gh vo l t a ge p o we r s u p pl y ba s e d o n h i gh e f f i c i e nc y LC r e s o na n t
证 幅 相一致 性 , 对高 压 电源 的纹 波有 了较 高 的要求 ; 为 了保 证分 布 式供 电的体 积重 量 , 对 高 压 电源 的小
型 化 也 有 了新 的 要 求 。
移 相全桥 变换 器 的优点 包括 : ( 1 )移 相控 制 可 以使 开 关 管 零 电压 开 通 、 零 电 流关 断 , 大大 降低 了开 关 电源 的开关损 耗 , 提高 了开 关 电源 的效率 , 同时也 使得 高压 变压 器传 输 的电压 、
f i l t e r i ng l o s s i s i gn o r e d). s ma l l s i z e ( 2 0 0 mm X 2 0 0 mm × 5 O mm ) a nd mi d d i ng po we r ( f u l l y l o a d e d
q u e n c y , e t c ., f i n a l l y d e s i g n s a h i g h v o l t a g e wi t h h i g h s t a b i l i t y ( ≤O . 5 ‰) , h i g h v o l t a g e ( 1 0 k V) , l o w
高 或博 , 谢 章贵 , 李 群 ,王 鑫 , 刘 文 政
( 中 国船 舶 重 工 集 团公 司第 7 2 3研 究 所 , 扬州 2 2 5 0 0 1 )
基于lcc谐振的高压充电电源研究与设计
基于lcc谐振的高压充电电源研究与设计近年来,随着高压充电技术的发展,LCC谐振的高压充电电源受到越来越多应用场合的青睐。
此类电源不仅可以提供更高的输出电压,而且具有高效率、低噪声、小体积、低价格等诸多优点,可以在工业、电子和日常生活等领域得到良好的应用。
为了更好地了解LCC谐振的高压充电电源,本文将首先对此类电源的原理进行简要介绍,然后对最新的研究结果进行详细阐述,最后针对存在的问题提出一些相关策略并进行设计。
首先,LCC谐振高压充电电源是一种采用LC振荡与变压器谐振相结合的电源系统,把高频压力变成低频高压输出,能够提供更高的输出电压。
它由变压器、振荡器和滤波器组成。
LCC谐振可以大大提高变压器的转换效率,改善变压器输出电压波动情况,减小电源输入功率,减少噪声和振动,从而实现输出电压的稳定。
随着技术的发展,LCC谐振的高压充电电源的研究成果越来越多,有的研究人员采用脉冲宽度调变的方法改进谐振电源的效率,并对其发电性能、电压调节率和最大输入电压等性能进行了改进;有的研究人员将传统的LCC电源改进成磁悬浮-多脉冲谐振电源,并通过分析、计算和仿真技术实现了磁悬浮-多脉冲谐振电源的实现;有的研究人员采用交叉谐振线路级改进传统LCC谐振电源,实现了高效率、低噪声、小体积和低价格等优点。
此外,在重新设计LCC谐振的高压充电电源时,可以采用智能控制策略来提高系统的可靠性和可管理性,减少谐振频率的波动,改善电源的功率因数,减少输出电压的波动性,并可以根据用户的需求实现电流的限流和电压的调节。
其次,应采取一些合理的结构设计、材料选择和参数设置等措施,以改善电源的发电性能、提高系统的效率、减少损耗、降低噪声,达到良好的使用效果。
综上所述,LCC谐振的高压充电电源具有高效率、低噪声、小体积、低价格等诸多优点,可以在工业、电子和日常生活等领域得到广泛应用。
为了更好地发挥它的优势,应采取有效的策略和设计,以实现更高的效率和更好的使用效果。
基于lcc谐振的高压充电电源研究与设计
基于lcc谐振的高压充电电源研究与设计
近年来,随着我国发展经济和技术水平的提高,电气技术发展得越来越快。
高压充电
电源是在电力系统中经常使用的。
传统的高压充电电源中使用单级开关电源架构,其谐振
特性容易受到电源的非线性负载的影响,并引发内部谐振和外部谐振振动,进而导致电源
的故障。
为了解决这一问题,有人建议使用双级开关电源架构,但是该架构存在体积大、费用高、效率低等缺点,且不利于电源的安全可靠性。
因此,本文研究并探讨了一种基于LCC
谐振的高压充电电源。
该电源通过增加一些控制器来减少单级开关电源架构中的谐振。
首先,通过仿真分析模型,确定滤波电感的参数和LCC的参数,以及电源系统的结构
优化。
其次,开展对LCC谐振高压充电电源性能的仿真研究,分析了输出电压波动和过滤
电感损失小的原因。
然后,建立了该电源的硬件系统,并进行了实验,以验证仿真研究的
结果。
最后,采用一致性检验方法对实验数据进行分析,验证了LCC谐振控制电源的性能。
结果表明,增加电感减少电源的振动,LCC谐振技术极大地提高了电源的稳定性和效率。
本研究的研究结果可为电源设计和应用提供一定的参考和指导。
LCC串并联谐振充电高压脉冲电源设计
LCC串并联谐振充电高压脉冲电源设计摘要:为了获取高重复频率、陡前沿高压脉冲电源,将LCC串并联谐振变换器用作高压脉冲发生器的充电电源。
分析了LCC串并联谐振变换器在电流断续模式下的工作模态,给出了逆变器的参数设计原则。
用PSIM对高压脉冲电源进行仿真分析和实验分析,并验证了设计思想的正确性。
关键词:高压脉冲电源; LCC;谐振软开关;全桥逆变采用MARX发生器获取陡前沿高压窄脉冲的电路较复杂,而且陡化前沿有许多设计和工艺上的困难;采用电感断路的方式容易获取高压脉冲输出,但对电感的充电必须迅速,而且储能时间不能过长,电源需具备较高的内阻和较大的功率,而断路开关是其发展的瓶颈。
与电感储能装置相比,电容器的稳定且可重复的快速闭合开关要普及得多,电容器的能量保持时间远远大于电感储能装置,并且可以小电流充电降低对充电功率的要求。
充电电源的高效率和小型化主要由充电电路决定,传统高压功率脉冲电源一般采用工频变压器升压,采用磁压缩开关或者旋转火花隙来获取高压脉冲,因而大都比较笨重,且获得的脉冲频率范围有限,其重复频率难以调节控制、脉冲波形不稳定、可靠性低、成本高。
本文将LCC串并联谐振变换器作为高压脉冲电源的充电电源。
LCC串并联谐振变换器结合了串联谐振变换器抗短路特性和并联谐振变换器抗开路特性的优点[1],在输出电压、输出电流强烈变换的场合有着良好的特性和较高的变换效率。
本文介绍了系统结构及LCC充电电路原理,以及采用通过仿真软件PSIM对LCC充电过程和发生器放电输出进行的仿真分析。
1 LCC谐振变换充电高压脉冲电源系统结构1.1 电源主电路结构和工作原理电路由工频整流滤波、功率因数校正电路PFC(Power Factory Correction)、LCC谐振变换器、高频整流、电容充电储能、电感缓冲隔离、IGBT全桥逆变及脉冲升压变压器等单元构成。
电路工作过程:220 V交流通过整流滤波和PFC校正得到输出连续可调的直流,通过LCC串并联谐振逆变经高频升压后向储能电容C充电,经过IGBT全桥逆变拓扑结构实现双极性脉冲输出。
基于lcc谐振的高压充电电源研究与设计
基于lcc谐振的高压充电电源研究与设计摘要:本文探讨了基于LCC谐振的高压充电电源的研究和设计。
首先,综述了LCC谐振的概念和原理,并详细介绍了高压充电电源的结构、工作原理和技术参数。
然后,以一种实验性的LCC谐振的高压充电电源为实例,进行了电路设计、仿真和试验,其中包括对主调制芯片的配置参数以及谐振电路、充电技术参数和系统特性进行了研究和优化。
最后,实验结果表明,研究的实验性LCC谐振的高压充电电源能够成功工作,主要技术参数也可以满足设计要求。
关键词:LCC谐振;压充电电源;路设计;仿真;验本文主要介绍了基于LCC谐振的高压充电电源的研究和设计,并给出了一种实验性的LCC谐振的高压充电电源的详细研究和优化。
一、LCC谐振原理LCC谐振,即多部分电路的组合,是一种使电路及其元件的特性变得更好的电路技术。
它将电感L、电容C和电阻R组合在一起,形成一个L-C-R对抗网络。
简单地说,LCC谐振就是利用这两个参量之间共振现象,使电路特性改变,甚至是根本改变。
当它们的总参量接近0时,就会产生共振,形成一个定的响应频率。
另外由于LCC谐振的电路元件在电子设备中较少,所以体积小,成本低,而且可以简化电路结构,节省空间。
二、高压充电电源结构和工作原理高压充电电源采用交流-直流-交流(AC-DC-AC)多端口变换技术,主要由交流侧,直流侧和控制侧三部分组成。
其中,交流侧由交流变压器、滤波器、恒流恒压控制器组成,用于把市电220V变换成14V 的低压直流输出。
直流侧由滤波电容、调节器,比如半桥式变流器组成,用于把14V的低压直流电源变换成高压直流电源。
控制侧由LCC 谐振控制电路组成,用于控制直流-交流变换器的输出电压、电流,实现整机的恒流、恒压和调节输出等功能。
三、实验性LCC谐振高压充电电源根据LCC谐振原理及高压充电电源的结构和工作原理,我们设计了一种实验性LCC谐振高压充电电源,其核心部分主要由LCC谐振控制电路和半桥式变流器组成(图1)。
《基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的研究》范文
《基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的研究》篇一一、引言随着电力电子技术的快速发展,DC-DC变换器在电力系统中扮演着越来越重要的角色。
其中,基于LLC(L-C-C)谐振的双向全桥DC-DC变换器因其高效率、低损耗、宽电压范围等优点,被广泛应用于新能源汽车、储能系统、不间断电源等领域。
本文旨在研究基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的工作原理、性能特点及其优化设计,以期为相关领域的进一步研究提供理论依据和实践指导。
二、LLC谐振双向全桥DC-DC变换器的工作原理LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器主要由高频变压器、谐振电感、谐振电容以及全桥开关管等组成。
其工作原理是:通过控制开关管的通断,使原边侧的电流和电压在谐振电感和电容的作用下产生谐振,从而实现能量的高效传输。
在双向应用中,该变换器可实现能量的双向流动,满足不同场景下的能量传输需求。
三、性能特点分析1. 高效率:LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器具有较高的能量传输效率,能够降低系统损耗,提高系统可靠性。
2. 宽电压范围:该变换器适用于宽电压范围的输入和输出,具有较强的适应性。
3. 软开关技术:采用软开关技术,可降低开关损耗,提高系统效率。
4. 模块化设计:便于维护和升级,方便系统扩展。
四、优化设计研究针对LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器,本文从以下几个方面进行优化设计:1. 参数设计:根据实际需求,合理设计谐振电感、谐振电容等参数,以达到最佳的能量传输效果。
2. 控制策略:采用先进的控制策略,如数字控制、智能控制等,实现对系统的高效控制。
3. 散热设计:针对高功率应用场景,优化散热设计,确保系统在高负荷下稳定运行。
4. 拓扑结构优化:根据应用需求,对拓扑结构进行优化设计,提高系统的整体性能。
五、实验验证与分析为了验证基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的性能特点及优化设计效果,本文进行了实验验证与分析。
实验结果表明,该变换器在宽电压范围内具有较高的能量传输效率和较低的损耗。
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Ab s t r a c t : A h i g h ・ v o l t a g e p u l s e d p o we r s u p p l y b a s e d o n L C f u l l — b i r d g e s e i r e s r e s o n a n t i s d e s i g n e d, wh i c h c o u l d o b- t a i n n a n o s e c o n d l e v e l h i g h ・ v o l t a g e p u l s e o u t p u t o f mo r e t h a n o n e h u n d ed r k i l o v o h a g e s o n t h e h i 【 s h v o l t a g e c a p a c i t o r . T h e p o we r s u p p l y a d o p t e s t w o s t a g e B o o s t s t r u c t u e r t o g e t n s ma g n i t u d e h i g h v o l t a g e p u l s e . B y a n a l y z i n g t h e w o r k i n g
( 1 . 中 国科 学院 光 电研 究 院 ,北京 1 0 0 0 9 4; 2 . 北京 市准 分子激 光工 程技 术研 究 中心 ,北 京 1 0 0 0 9 4;3 . 中国科 学 院大 学 ,北 京 1 0 0 0 4 9 ) 摘要 : 设 计 了一种基 于 L C全桥 串联 谐振 的高 压脉 冲功 率 电源 。 并在 高 压 电容器 上 获得 了纳秒 级 百干 伏 的 高压 脉冲输 出。电源 采用 两级 升 压结 构得 到 纳秒 级高 压 脉冲 , 详细 分 析 了脉 冲 电源 前 级 串联 谐振 变 换 器 电流 断续
弟 5 1卷 弟 5期
电 力 电 子 技 术
Po we r El e c t r o n i c s
Vo 1 . 5 1 ,No . 5
Ma v 201 7
2 0 1 7年 5 月
基于 L C全桥串联谐振的脉冲功率 电源设计 2 ,马 英麒 1 , 2
CAO P e i , 一,XU Xi a n g - y u 一,MA Yi n g - q i ・
( 1 . Ac a d e m y o fO p t o ・ E l e c t r o n i c s , C h i n e s e Ac a d e my fS o c i e n c e s ,B e i j i n g 1 0 0 0 9 4 ,C h i n a )
p r o c e s s o f h t e er s i e s es r o n nt a c o n v e r t e r u n d e r d i s c o n t i n u o u s c u r r e n t m o d e ( D C M) , he t p a r a me t e r d e s i n g me t h o d i s d e -
De s i g n o f P u l s e d P o we r S u p p l y B a s e d o n LC F u l l - b r i d g e S e r i e s Re mn a n t Co n v e r t e r
模式( D C M) 下 工作 过程 。 得 出变 换器 谐振 参 数设计 方法 , 并对 系 统后 级高 压脉 冲形 成 回路进 行 了设 计 。在 理论
分析 基础 上研 制 了一 台脉 冲 功率 电源 , 对 电源 进行 P s p i e e软件 仿 真和 实 验测 试 , 结果表明, 在 电容 负载 上 , 此 电源 可获得 峰值 1 3 5 k V, 前沿 4 2 n s 的脉 冲 电压 。 关键 词 : 脉冲 功率 电源 ;串联谐振 ;高压脉 冲 中图分类号 : T N 8 6 文献标识码 : A 文章编号 : 1 0 0 0 — 1 0 0 X ( 2 0 1 7 ) 0 5 — 0 0 6 8 — 0 3