交错并联LLC谐振变换器的研究
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
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。
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实现 两路 均流 的方案 ， 通过 计算验 证 了均流 电感 的均流 原理 ， 仿真 分析和 实验 结果 证 明了理论 分析 的正确 性 。 关键 词 ： 变换 器 ；均流 电感 ；交错 并联 技术 中图分类号 ： Ｔ Ｍ４ ６ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ０ — １ ０ ０ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） １ ２ — ０ ０ ２ １ — ０ ３
（ Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｓ ｕ Ｋ ｅ ｙ — ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｎ ｅ ｗ Ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ Ｇ ｅ ｅｒ ｎ ｔｉ ａ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｏ ｎ， Ｎ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｆＡ ｏ ｅ ｒ ｏ ｎ ａ ｕ ｔ ｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ Ａ ｓ ｔ ｒ ｏ ｎ ａ ｕ ｔ ｉ ｃ ｓ ，Ｎ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ ２ １ ０ ０ １ ６ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
第４ ８卷 第 １期
２ ０１ ４年 １月
电 力 电子 技 术
Ｐｏ ｗｅ ｒ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎｉ ｃ ｓ
Ｖｏ １ ． ４ ８，Ｎｏ ． １
Ｊ ａ ｎ ｕ ａ ｒ ｙ ２ ０ １ ４
交错并联 Ｌ Ｌ Ｃ谐振变换器的研究
胡 芝 军 ，刘 湛 ，张 方 华 ，翟 炜
（ 江 苏 省新 能源发 电与 电能变 换重 点实验 室 ， 南 京航 空航天 大 学 ，江 苏 南京 ２ １ ０ ０ １ ６ ）
摘要： Ｌ Ｌ Ｃ谐振变 换器 可 实现软 开关 ， 近 年 来被 广泛 应用 。但 单路 Ｌ Ｌ Ｃ变 换器 输 出 电流 纹波 大 ， 输 出滤 波 电容 往往 需要 多只 电容 并联 ， 对 系统 的体 积 、 重 量和 寿命 带来 了很大 的挑 战 。为解 决输 出电流纹 波较 大 的 问题 ， 可
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｌ ｅ ａ ｖ ｅ ｄ Ｐ ａ ｒ ａ ｌ ｌ ｅ ｌ ｅ ｄ ＬＬＣ Ｒｅ ｓ ｏ ｎ ａ ｎ ｔ Ｃｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ
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