【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及dc-dc变换器的，尤其是涉及一种双向cllc谐振变换器的参数优化设计方法。
技术介绍
1、随着可再生能源技术的不断发展，目前应用于电动汽车领域的直流微电网越来越受到研究人员们的关注，而双向dc-dc转换器(bdc)是直流微电网中不可缺少的一环，起到连接直流链路总线和电力负载的作用。
2、目前在直流微电网领域已经有几种成熟的隔离型bdc拓扑，其中双有源桥(dab)和cllc谐振变换器由于具备模块化对称结构、零电压开关特性和高效率等共同优势而成为最常用的隔离型bdc拓扑。
3、然而，对于dab转换器而言，其软开关区域仅限于较窄的电压范围，并且在电流达到峰值时开关管仍然可能关断，这会导致巨大的关断损耗。相比之下，cllc谐振变换器能够在全范围内实现零电压开关，并且具有较小的关断损耗。因此，在未来的分布式能源系统中，cllc谐振电路具有更广泛的应用前景。
4、然而目前cllc变换器将直流母线与储能电池互连时，由于充电和放电模式下的电池电压范围很宽，cllc变换器的设计和运行面临巨大挑战，尤其是对于cllc变换器参数的设计，在设计过程中需要考虑很多因素，如电压增益、谐振频率范围和软开关等。因此，cllc谐振变换器的参数设计比较复杂，目前还没有形成通用有效的方法。
技术实现思路
1、本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本专利技术的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、
2、因此，本专利技术目的是提供一种双向cllc谐振变换器的参数优化设计方法，旨在解决cllc变换器参数设计复杂的问题，能够使其不仅能够适用于宽电压范围而且减少电路损耗以提高效率。
3、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种双向cllc谐振变换器的参数优化设计方法，采用如下的技术方案：具体包括以下步骤：
4、s1：选择合适的谐振频率fr；
5、s2：设计高频变压器变比n；
6、s3：根据软开关的约束，确定励磁电感最大值lm_max；
7、s4：根据电压增益与频率调节的范围，设计励磁电感lm与谐振电感l1；
8、s5：计算谐振电感l2、谐振电容c1与谐振电容c2。
9、可选的，在步骤s1中，谐振频率fr的表达式为：
10、选择合适的谐振频率一方面需要考虑开关管允许的最大谐振频率，另一方面需要兼顾设备中无源器件的体积重量。
11、可选的，在步骤s2中，双向cllc谐振变换器在谐振频率下具有最高的工作效率，因此变压器变比的设计应使变换器在额定条件下工作在谐振频率附近，假设开关管均为理想开关，则高频变压器变比的计算式为：式中，v1nom为输入电压、v2nom为输出电压。
12、可选的，在步骤s3中，实现所述双向cllc谐振变换器一次侧开关管的零电压开通，谐振电流应在死区时间tdead内对一次侧开关管的输出电容ccoss完全充放电，该谐振电流励磁电感的大小取决于高频变压器的励磁电感lm和谐振频率最大值fsmax，励磁电感最大值lm_max的表达式为：
13、
14、此外，所述励磁电感lm越小越能保证所有开关管实现零电压开关zvs。然而，励磁电感不能太低，因为它会增大励磁电流，导致损耗增加。另一方面，励磁电感越大则能够确保励磁电流越小，但它限制了变换器的电压增益。因此，需要根据电压增益曲线综合考虑励磁电感的设计。
15、可选的，在步骤s4中，励磁电感lm与谐振电感l1的具体取值需结合基波等效法绘出的电压增益曲线图。保证所设计参数满足正反向电压增益的基础上，尽量减小频率的调节范围。
16、可选的，由于双向cllc谐振变换器需要实现功率的双向流动和控制，所述方法应同时结合双向cllc谐振变换器的正反向电压增益曲线与正反向频率调节范围进行设计。
17、可选的，在步骤s5中，励磁电感lm与谐振电感l1的取值确定后，根据高频变压器变比n与谐振频率fr，可根据式(1)求出谐振电感l2、谐振电容c1与谐振电容c2，表达式为：
18、
19、综上所述，本专利技术包括以下至少一种有益效果：
20、本专利技术所提供的双向cllc谐振变换器的参数优化设计方法简单直观，同时保证了双向cllc谐振变换器正反向工作均能实现全负载范围内的软开关；不仅能够适用于宽电压范围而且减少电路损耗以提高效率。
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1.一种双向CLLC谐振变换器的参数优化设计方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种双向CLLC谐振变换器的参数优化设计方法，其特征在于：在步骤S1中，谐振频率fr的表达式为：
3.根据权利要求2所述的一种双向CLLC谐振变换器的参数优化设计方法，其特征在于：在步骤S2中，高频变压器变比的计算式为：
4.根据权利要求3所述的一种双向CLLC谐振变换器的参数优化设计方法，其特征在于：在步骤S3中，实现所述双向CLLC谐振变换器一次侧开关管的零电压开通，谐振电流应在死区时间tdead内对一次侧开关管的输出电容Ccoss完全充放电，该谐振电流励磁电感的大小取决于高频变压器的励磁电感Lm和谐振频率最大值fsmax，励磁电感最大值Lm_max的表达式为：
5.根据权利要求4所述的一种双向CLLC谐振变换器的参数优化设计方法，其特征在于：在步骤S4中，励磁电感Lm与谐振电感L1的具体取值需结合基波等效法绘出的电压增益曲线图。
6.根据权利要求1-5任一一项所述的一种双向CLLC谐振变换器的参数优化设计方法，
7.根据权利要求5所述的一种双向CLLC谐振变换器的参数优化设计方法，其特征在于：在步骤S5中，励磁电感Lm与谐振电感L1的取值确定后，根据高频变压器变比n与谐振频率fr，可根据式(1)求出谐振电感L2、谐振电容C1与谐振电容C2，表达式为：
...【技术特征摘要】
1.一种双向cllc谐振变换器的参数优化设计方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种双向cllc谐振变换器的参数优化设计方法，其特征在于：在步骤s1中，谐振频率fr的表达式为：
3.根据权利要求2所述的一种双向cllc谐振变换器的参数优化设计方法，其特征在于：在步骤s2中，高频变压器变比的计算式为：
4.根据权利要求3所述的一种双向cllc谐振变换器的参数优化设计方法，其特征在于：在步骤s3中，实现所述双向cllc谐振变换器一次侧开关管的零电压开通，谐振电流应在死区时间tdead内对一次侧开关管的输出电容ccoss完全充放电，该谐振电流励磁电感的大小取决于高频变压器的励磁电感lm和谐振频率最大值fsmax，...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘士杰，祝成都，叶钊，彭友洋，
申请(专利权)人：武汉德普新源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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