高频LCC谐振变换器特性分析及其仿真和应用.pdf

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1、《电气自动化)2012年第34卷第1期变流技术Conve~erTechniques高频LCC谐振变换器特性分析及其仿真和应用桂存兵·王桂莲梅妮张治国(1．中山职业技术学院。广东中山528404；2．华南理工大学电力学院，广东广州510641)摘要：在对具有电容型滤波器的LCC串并联谐振变换器工作原理分析的基础上，对电路的多种工作模态进行了分析，在全负载范围内推导了开关频率调节范围的最大理论值。然后，推导了电路品质因数的数学表达式以反应系统性能。最后，仿真和实验提供的数据验证了设计方法的特点。关键词：串并联谐振；电容滤波；谐振槽[中图分类号]TM554[文献标志码]A[文章

2、编号]10003886(2012)O1—0052—03SimulationandAnalysisoftheOperationCharacteristicsofLCCResonantConverterforHighFrequencyApplicationsGuiCunbinWangguilianMeiniZhangZhiguo(1．ZhongshanPolytechnic，ZhongshanGuangdong528404，China；厶2．SouthChinaUnivemityofTechnology，GuangzhouGuangdong510641，China)Abstr

3、act：Basedontheanalysisoftheoperationalprincipleofthecapacitiveoutputfilterseries—parallelresonantconverter(LCC)，theanalysisisobtainedforeachoftheseveraldiferentoperationalstages，andthemaximumtheoreticalswitchingfrequencytoregulateisachievedinfullloadrange．ThequalityfactoroftheLCCresonantc

4、ircuitisobtainedtoreflecttheperformanceofthecircuit．羽T翻hedataprovidedbytheresultsofsimulationandexperimentverifythecharacteristicsofthismethod．Keywords：seriesparallelresonant；capacitiveoutputfilter；resonanttankO引言LCC串并联谐振电路三种工作模式进行了分析，然后用仿真和实验验证其正确性。高频LCC串并联谐振变换器兼顾了串联和并联谐振变换器图1中，为串联谐振电感(包

5、含了变压器的漏感)，C，为各自的优点，并且利用谐振元件吸收了电路的寄生参数，减少了串联谐振电容，c。为并联谐振电容(包含了折算后的分布电电路损耗⋯。同时通过实现零电压(zvs)或零电流(ZCS)开通容)，G0和分别为负载电容和电阻，其中远大于c。与关断以及基本的缓冲电路，能显著减少开关损耗和谐振元件的电应力，从而提高了开关频率，因此高频率、低能耗、小体积的1LCC谐振电路的工作原理LCC串并联谐振变换器广泛应用于静电除尘，感应加热等高频工图2与图3I／●II‘_●●L作场合“。分别是工作模式一，I＼、＼It串并联谐振电路是具有三个谐振元件(如图1所示)，在一1时LCC谐振

6、电／；：＼：：一个开关周期内呈现出多谐振过程的LCC型谐振电路”，因此路的主要波形图。、＼～与相对低阶的串联谐振变换器(SRC)和并联谐振变换器(PRC)与相应的谐振状、_-一}、．1tI—比较，串并态，前半周期描述。I联谐振电路如下：／lI(SPRC)的(1)工作状II；一分析和设计态1(to～t1)：D1to^t2t3t46t6要繁琐得和D处于导通状图2工作模式1时LCC谐振电路主要波形多。文中描态，G电压箝位，述了电路在，和c，组成串联谐振回路，能量经过变压器流向负载，t时刻多种工作模谐振电流为零。态下的工作图1高频直流电源谐振电路拓扑(2)工作状态2(t一t2)：

7、Q。和Q零电流零电压导通，cn、过程，讨论了开关频率与变换器工作模式之间的联系，推导了系ZrLr统的品质因数的表达式，分析方法可用于指导电路的参数设计和系统特性的分析研究。本文主要对处于>(为开关频率，为谐振频率)下的_[cf．[cr]L—扛(a)[／o—t，】时段(b)一时段(c)【f2明时段收稿日期：2011—05—30图3工作模式1时LCC谐振电路的谐振状态52ElectricaIAutomation《电气自动化}2012年第34卷第1期变流技术ConverterTechniques——，和C，组成串联谐振回路给充电，能