一种通过调整参数设计实现高增益利用率的CLLC电路
摘要文本
本发明涉及DCDC变换器技术，旨在提供一种通过调整参数设计实现高增益利用率的CLLC电路。该CLLC电路用于正反向对称的双向DC/DC变换器功率传输场景，其电压增益由参数原边谐振电感Lrp、副边谐振电容Crs、副边谐振电感Lrs、原边谐振电容Crp、励磁电感Lm和匝比n决定，具体是在考虑增益变化对品质因数Q影响的条件下，确定电路中与增益相关的各元器件参数。在相同设计需求的前提下，本发明具有比传统CLLC电路更大的励磁电感，电路工作时开关器件的关断电流更小、开关损耗更低、传输效率更高；相对于传统方法，对电压增益的计算公式进行了修正，便于理解、实施难度低；通过调整参数设计实现高增益利用率，无需额外的硬件和软件投入，成本低。
申请人信息
- 申请人:浙江大学
- 申请人地址:310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号
- 发明人: 浙江大学
专利详细信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 一种通过调整参数设计实现高增益利用率的CLLC电路 |
| 专利类型 | 发明申请 |
| 申请号 | CN202410073052.5 |
| 申请日 | 2024/1/18 |
| 公告号 | CN117614287A |
| 公开日 | 2024/2/27 |
| IPC主分类号 | H02M3/335 |
| 权利人 | 浙江大学 |
| 发明人 | 李博栋; 陈敏; 贾轹文; 张家瑞; 江峰 |
| 地址 | 浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号 |
专利主权项内容
1.一种通过调整参数设计实现高增益利用率的CLLC电路，其特征在于，该CLLC电路是由输入端、原边开关桥、谐振腔、副边开关桥和输出端依次级联组成；其中，输入母线电压和电容组成输入端，多个开关管组成原边开关桥，原边谐振电感、原边谐振电容、励磁电感为和匝比为的高频变压器、副边谐振电感和副边谐振电容组成谐振腔、多个开关管组成副边开关桥，输出母线电压和电容组成输出端；VinCinLrpCrpLmnTLrsCrsVoCo该CLLC电路用于正反向对称的双向DC/DC变换器功率传输场景，以从输入端至输出端为正功率传输方向，额定传输功率为；CLLC电路的电压增益由参数、、、、和决定，在考虑增益变化对品质因数影响的条件下，根据以下方法来确定电路中与增益相关的各元器件参数，具体步骤包括：P0LrpCrpLrsCrsLmnQ(1)根据变换器的目标应用场景，确定额定输入电压，其输出电压范围为；VinVomin~Vomax(2)计算额定输出电压，公式如下：Vo
，(3)计算CLLC电路中的变压器原副边匝比，公式如下：n
，(4)计算目标应用场景所需的CLLC最大增益，公式如下：Mmax
，(5)根据变换器所采用的开关器件确定谐振频率、开关频率变化范围~；frfminfmax(6)根据优化后的CLLC电路增益公式，确定额定电压下满载状态对应的品质因数和励磁电感与原边谐振电感的比值，增益公式如下：Q0k
，其中，是归一化后的开关频率，取值范围为/ ~/ ；fnfmin frfmaxfr(7)根据和的定义，计算原边谐振电感和原边谐振电容，和的定义如下：Q0frLrpCrpQ0fr
，其中，是额定电压下满载状态对应的交流负载阻抗，表达式如下：R0eq
，其中，是额定功率；P0(8)根据变压器原副边匝比，以及变压器励磁电感与原边谐振电感的比值，计算变压器励磁电感、副边谐振电感和副边谐振电容的值，公式如下：nkLmLrsCrs
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