The invention discloses a method for optimizing the parameters of LC resonant converter based on minimizing the switching loss Poff, and gives the optimal dead-time design on the basis of quantitative analysis of the relationship between the switching loss Poff and the dead-time Td, and determines the excitation electricity according to the resonant cavity impedance characteristic as the inductive condition. At the same time, the excitation inductance Lm, resonant inductance Lr and resonant capacitance Cr of LLC resonant converter are optimized by utilizing the relationship between DC voltage gain M and normalized frequency fn. The method of the invention has both safety and high efficiency operation of LLC resonant converter.
【技术实现步骤摘要】
一种基于损耗最小的LLC谐振变换器参数优化设计方法
本专利技术涉及一种基于损耗最小的LLC谐振变换器参数优化设计方法,属于电力电子技术中DC/DC变换器的设计方法。
技术介绍
LLC谐振变换器是在传统的LC二阶谐振变换器基础上增加一个并联电感改进而来,相对于普通串联、并联谐振变换器在特性上有了明显的改善。LLC谐振变换器是一种实用的软开关直流变换器,其电路结构简单,工作效率高,并在输入电压和负载变化范围很宽的情况下依旧具有良好的电压调节特性。近年来该拓扑结构成为功率变换器的研究热点拓扑,并且已经成功应用到不同的电源产品中,实现高效率的DC/DC变换。
技术实现思路
专利技术目的:为了进一步提高LLC谐振变换器的运行效率,本专利技术提供一种基于损耗最小的LLC谐振变换器参数优化设计方法,避免死区时间设置的随意性,实现全负载范围内的ZVS。技术方案:为实现上述目的,本专利技术采用的技术方案为:一种基于损耗最小的LLC谐振变换器参数优化设计方法,在定量分析开关损耗Poff与死区时间Td的关系,给出最优死区时间设计;并在此基础上,根据谐振腔阻抗特性为感性的条件,确定励磁电感Lm的数学约束关系;同时,利用直流电压增益M与归一化频率fn之间的关系,联合优化LLC谐振变换器的励磁电感Lm、谐振电感Lr和谐振电容Cr;具体包括如下步骤:(1)获取LLC谐振变换器的性能参数;(2)采用基波等效法将LLC谐振变换器的LLC谐振电路变换为等效电路;(3)针对等效电路,以开关损耗Poff最小为目标,在完全谐振点处,定量推导死区时间Td与励磁电感Lm的关系,建立开关损耗Poff与死区时 ...
【技术保护点】
1.一种基于损耗最小的LLC谐振变换器参数优化设计方法,其特征在于:包括如下步骤:(1)获取LLC谐振变换器的性能参数;(2)采用基波等效法将LLC谐振变换器的LLC谐振电路变换为等效电路;(3)针对等效电路,以开关损耗Poff最小为目标,在完全谐振点处,定量推导死区时间Td与励磁电感Lm的关系,建立开关损耗Poff与死区时间Td的关系,确定最优死区时间Td_opt;(4)根据谐振腔阻抗特性为感性的条件,确定励磁电感Lm的数学约束关系;(5)根据直流电压增益M与归一化频率fn之间的关系,确定LLC谐振变换器的励磁电感Lm与谐振电感Lr比值k、品质因数Q之间的第一关系;(6)结合励磁电感Lm的数学约束关系和第一关系,求取励磁电感Lm与谐振电感Lr比值k、品质因数Q;(7)根据励磁电感Lm与谐振电感Lr比值k、品质因数Q,确定LLC谐振变换器的励磁电感最优值Lm_opt、谐振电感Lr和谐振电容Cr。
【技术特征摘要】
1.一种基于损耗最小的LLC谐振变换器参数优化设计方法,其特征在于:包括如下步骤:(1)获取LLC谐振变换器的性能参数;(2)采用基波等效法将LLC谐振变换器的LLC谐振电路变换为等效电路;(3)针对等效电路,以开关损耗Poff最小为目标,在完全谐振点处,定量推导死区时间Td与励磁电感Lm的关系,建立开关损耗Poff与死区时间Td的关系,确定最优死区时间Td_opt;(4)根据谐振腔阻抗特性为感性的条件,确定励磁电感Lm的数学约束关系;(5)根据直流电压增益M与归一化频率fn之间的关系,确定LLC谐振变换器的励磁电感Lm与谐振电感Lr比值k、品质因数Q之间的第一关系;(6)结合励磁电感Lm的数学约束关系和第一关系,求取励磁电感Lm与谐振电感Lr比值k、品质因数Q;(7)根据励磁电感Lm与谐振电感Lr比值k、品质因数Q,确定LLC谐振变换器的励磁电感最优值Lm_opt、谐振电感Lr和谐振电容Cr。2.根据权利要求1所述的基于损耗最小的LLC谐振变换器参数优化设计方法,其特征在于:所述步骤(1)中,LLC谐振变换器的性能...
【专利技术属性】
技术研发人员:姜风雷,张亮,孙玉坤,杨婷,水恒华,徐靖楠,周彬,郭旋,
申请(专利权)人:南京工程学院,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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