交错升压型DC/DC变换器
出处:电源网订阅号 发布于:2021-07-08 14:45:05
目前太阳能的利用依然十分 ,太阳能的利用将是长期实行的能源战略,它与我们生活息息相关,但是太阳能转换成的电能不能直接利用,首先需要经过变换。生活中所使用的电能多数为交流电,而且输电线路大多都是交流输电,所以,通常太阳能光伏板输出的电能为低压直流,这个电压既不能直接利用,也不能输送。
实际中通过两级式逆变器,将低压直流电升压后在逆变成所需的电压进行利用和传输。现在对电能质量的要求越来越高,变换器的体积越来越小、频率越来越高,效率也要求尽量高。
结合诸多要求,LLC有这么多优点,它是不是也可以应用在逆变器的前级升压环节,LLC输入电压范围窄可能是关键限制目标,个人觉得应该有优化方法。可以尽量增加工作范围,先不谈及该问题,就只考虑升压的方法,按照设计方法计算谐振参数试一试,是否能实现升压。为了降低器件应力和输入电流的纹波(就是 和 小值的差值),提出了一个变压器 侧交错并联二次侧串联的全桥型DC/DC变换器。下面给出初步仿真的参数和波形。
工作频率200kHz,输入60VDC,输出800VDC,输出功率800W,主电路如图1所示。
图1 所提出的主电路
下面给出额定情况下的仿真波形,如图2所示。
图2 额定输出仿真波形
图2中的各变量与图1中的标号是相同的,这里就不再过多介绍。
下面是谐振频率大于开关频率(170kHz)时波形,如图3所示。
图3 开关频率小于谐振频率
下面给出开关频率大于谐振频率波形,如图4所示。
图4 开关频率大于谐振频率
上述 图中可以看出前级开关管均实现了ZVS,副边实现了ZCS(图4中情况除外),半桥相位关系如图5所示。
图5 半桥仿真结果
图5可以看出电压电流相位差很小,死区不能太大,不然死区时间未结束,谐振电流就到了过零点,谐振电流就不能连续了。
但是,全桥型的 小工作频率不能离谐振频率太远,不然波形自己都不认识了。如图6所示,这是其中的一种情况。
图6 开关频率远小于谐振频率
交错并联可以减小输入电流纹波,对电池、光伏板等供电设备均由好处,而且这样结构也适合 大电流应用场合,输出串联可以实现高压输出。也有不少的优点,而且设计也面临诸多挑战。
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