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今天先试水下第一篇《双向全桥CLLC谐振拓扑工作原理简介》,希望对各位有所帮助。
随着车载OBC,便携式储能等应用的普及,在能量产生的部分和使用设备之间总是需要能量的双向传递,所以在这些应用中需要一个双向DC/DC变换器,基于对开关损耗的优化,对EMI的减小,高频化等的需求,常用的双向隔离的DC/DC变换器是对称式的全桥CLLC变换器,通过本文我们简单讨论一下这个拓扑的工作原理。
一.应用背景
在典型的双向DC/DC变换器中,移相全桥双向变换器是其中的一种,但是其典型的特点是只能用于降压应用,这会限制其应用场景。另外一种典型的双向DC/DC变换器是boost全桥ZVS双向DC/DC,它可以从低压到高压进行升压转换,也可以从高压到低压进行降压转换,但是其开关电压应力非常大,需要增加吸收电路,造成效率的降低和电路复杂度增加。
LLC谐振变换器在开关损耗减小上非常具有优势的,因为它原边开关的ZVS特性,及副边整流的软换流模式,但是它只能用作单向的应用。在此基础上发展出双向的CLLC变换器,这个拓扑中,如果其变压器匝比不是1,则其正向和反向的运行模式也是不同的,并且具有不同的原副边谐振网络。
这里我们以对称式的CLLC为例,来讨论这个拓扑的主要工作原理。
我们分析的拓扑如图1,所示,原边为逆变级,副边为整流级,中间是一个对称的高频变压器。
图1 双向全桥CLLC变换器
它是一个完全对称的结构,能量通过原边开关进行逆变,然后通过变压器传递到副边,并且起到电气隔离的作用,副边再进行整流,产生输出电压。由于变压器的匝比设计为1:1,所以反向的运行和正向运行完全一致。
主要参数说明如下:
输入电压Vin为400VDC,输出电压Vo也是400VDC.
Lr1,Lr2为原边和副边谐振电感,其中也包含原边和副边的漏感.
Cr1,Cr2为原边和副边的谐振电容,和各自谐振电感产生高频谐振频率.
变压器的磁化电感为Lm,其匝比为1:1.
功率流向,从左到右为供电模式,流向为正,从右到左为发电模式,流向为负。
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