一种单相单级式AC/DC谐振变换器的数值计算方法技术

本发明专利技术公开了一种单相单级式AC/DC谐振变换器的数值计算方法。将连续变化的输入电压相位分为N等份。由于每个相位区间的时间长度足够短，相邻周期的外部激励可假设为固定不变，则每个区间内各开关周期的谐振变量变化情况也基本相似，每个相位区间都可以采用其相位所对应的开关周期情况进行描述，解决了每个相位区间内含有的开关周期个数不知，各开关周期的谐振腔初始状态和末尾状态同样不知的难题。通过本开关周期内存在的等量关系和方程未知量进行数值计算，得到谐振腔工作模式、谐振腔各谐振变量的变化情况、开关频率

【技术实现步骤摘要】
一种单相单级式AC/DC谐振变换器的数值计算方法


[0001]本专利技术涉及变换器数值计算
，特别涉及一种基于输入电压分割的单相单级式AC/DC LLC变换器的数值计算方法。

技术介绍

[0002]随着分布式储能、微网和电动汽车与电网(V2G)应用爆发式增长，隔离型A C/DC变换器引起了工业界和学术界的极大关注。单相单级式AC/DC谐振变换器是一种高效率、高功率密度、低成本的隔离型AC/DC变换器，非常具有研究和实用价值，它应用LLC谐振回路来获取高频开关管的软开关条件并实现交流输入电流和直流输出电压的控制。
[0003]但这种单相单级式AC/DC谐振变换器和传统的DC/DC谐振变换器不同。传统DC/DC变换器的谐振腔输入、输出电压稳定且无变化，在一个静态周期内LLC谐振腔运行状态无变化。而单相单级式AC/DC变换器的谐振腔输入电压和功率时变，输出电压波动，这使得一个静态周期内LLC谐振腔运行状态复杂，进而单相单级式AC/DC谐振变换器的分析也变得复杂。同时，传统的谐振变换分析法无法得到准确的电路分析结果：<br/>[0004]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单相单级式AC/DC谐振变换器的数值计算方法，其特征在于：数值计算方法应用对象为基于LLC谐振结构的单相单级式AC/DC谐振变换器，谐振变换器包括：交流电源、低通滤波电路、上桥臂的双向开关管、下桥臂的分裂电容、LLC谐振腔电路结构、副边全波整流电路和输出滤波电容与直流负载；其中LLC谐振腔电路结构包括：谐振电感L
r
，谐振电容C
r
和变压器的励磁电感L
m
；所述数值计算方法包括如下步骤：1)将一个AC/DC变换的静态周期分为N等分相位区间，假设每个相位区间内的输入电压、输出电压和功率为定值，同时假设每个相位对应的开关周期近似为正、负半周期输入电压不相等的DC/DC LLC开关周期；2)从每个相位区间内选取一个开关周期为代表来进行数值计算，根据输入电压、输出电压和功率情况推测每个LLC开关周期的运行模态，运行模态由三个基本谐振状态，P状态、N状态和O状态的组合，找出这个周期内三个基本谐振状态中各变量的状态方程；3)根据每个LLC开关周期的运行模态与输入电压、输出电压和功率情况，找出开关周期内各变量之间等量关系，并由数值方程组表示；4)用数值计算方法求解每个LLC开关周期的方程组并确定该周期的运行模态；5)将所有LLC开关周期的这些数值计算结果按照连续变化的交流输入相位进行整理，得到不同功率条件开关频率和交流输入相位之间的数值关系，描述变换器的特性并指导变换器谐振腔的参数设计和控制策略的设计。2.根据权利要求1所述的数值计算方法，其特征在于：所述运行模态由三个基本谐振状态组成，具体为：1)P状态：谐振腔的输出电压u
o
和其输入电压u
i
方向相同，谐振电感L
r
，谐振电容C
r
保持谐振，励磁电感L
m
被电压u
o
钳位，各变量标幺值时域表达式为：P状态下谐振电流为i
LrPn
，励磁电流为i
LmPn
，谐振电容电压为u
CrPn
，输出电压为u
oPn
；2)N状态，谐振腔的输出电压u
o
变得与输入电压u
i
方向相反，谐振电感L
r
，谐振电容C
r
同样保持谐振，但励磁电感L
m
的钳位电压方向也发生改变，各变量标幺值时域表达式为：N状态下谐振电流为i
LrNn
，励磁电流为i
LmNn
，谐振电容电压为u
CrNn
，输出电压为u
oNn
；3)O状态，LLC谐振腔和副边直流侧断开，励磁电感L
m
加入到谐振电感L
r
和谐振电容C
r
的谐振过程中，各变量标幺值时域表达式为：
O状态下谐振电流为i
LrOn
，励磁电流为i
LmOn
，谐振电容电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：李想，郭留牛，郎天辰，胡海兵，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：