基于全桥LLC谐振的双向直流变压器

时间：2025-04-04

第4 7卷第4 期21 0 3年 4月

电力电子技术P w rE e t n c o e l cr is o

Vo.7,No4 1 4 .Ap l 2 1 i r 0 3

基于全桥 L C谐振的双向直流变压器 L辛玉宝，辛玉才，张方华，王长宝(. 1南京航空航天大学，苏省新能源发电与电能变换重点实验室，江苏南京江 2中铁十局集团建筑工程有限公司，山东济南 . 20 1; 10 6 201) 10 6 2 0 0;3国电南瑞科技股份有限公司，苏南京 5 11 .江

摘要：级式变换器比单级式变换器更适用于在输入输出变比较高的 D/ C变换场合。采用直流变压器作为两 CD两级式双向 D/ C变换器 ( D ) CD B C的一级，实现电压变换和电气隔离。提出将 L C串联谐振的原理应用在全桥 L直流变压器中，实现了整个负载范围内全部开关管的 Z S开通和次级开关管的 Z S关断，足了高效率的功 V C满率变换要求。详细介绍了双向直流变压器在升压和降压模式下电路的等效模型和参数设计原则，并研制出一台 6k实验样机，证了理论分析的正确性。 W验关键词：变压器：双向直流；两级式变换器中图分类号：M4 T 文献标识码： A文章编号：0 0 10 2 1 )4 0 0— 3 10— 0 X(0 30— 0 3 0

Bi ie t n lDC a so m e a e n Fulb i g . r ci a d o Tr n f r r B s d o l rd e LLC s n n - Re o a tXI — a N Yu b o,XI — a HANG F n— u N Yu c i,Z a g h a,W ANG h n— a C a gb o

( .ajn n esyo eo at sa dA t nui,N nig2 0 1,C ia 1 nigU i ri N v t fA r ui n so a ts ajn 10 6 hn ) n c r cAb t a t: w tg o v re s mo e p l a l h n t e sn l—t g o v r r fr h g ot g i p t lw ot g sr c T o s e c n e r i a t r a p i b e t a i ge s e c n e e o ih v l e n u o v l e c h a t a a

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i i c oa D ovr rB C) t r- uptes.hs a e d p C t nf m ra n t eo et—aeb- r t nl C cnet ( D, e a o a t w t dei e oaie h v l g r n f r n l cr a i l t n L C s r s r s n n ewo k s i t d c d o t e u lb d e DC l t e ot e ta so z a m a d ee tc i l s ai . L e e e o a t n t r i n o u e t h f l r g o o i r i c n e e o a h e e Z u n o o l s i h s a d Z u n o o h e o d r i e s i h s, h c e s t e o v r r t c iv VS t r -n f r a w t e n CS t r - f f r t e s c n ay sd w t e w ih me t h t l c c

h g f ce c p w r c n eso e u r me t . e c n e e’ e u v e t mo e d p r mee e i n p n i ls n i h e iin y o e o v rin r q ie n sT o v￣ r S q i a n d l a a a t r d sg r c pe i h l n i t e s p u n t p d w d si i t d c d T e c re t e so e t e rt a n y i i v r e y a 6k rt tp . h t— p a d se— o n mo e s n r u e . o r cn s ft h oe i la a ss s ei d b W p oy e e o h h c l f i o Ke wo d ta so e;b— i ci n i c u e t w—tg o v re y r s:r n f r r id r t a d r tc r n;t o s e c n e t r m e ol e a

F u d t n P oetS p o e yN t n g— c eerhad D vlp e t r et(6 ) N .0 1 A 1 2 9 o n ai rjc:u pr db ai a Hi t hR sa n eeom n o c 8 3 ( o2 1A 1 A 4 ) o t ol he c Pj s

1引言高频隔离型 B C是实现动力电池与电网能 D量交互的优选方案。在电池更换站用充放电机产

频率 5 H . 0k z功率 6k的双向 L C串联谐振直流

W L变压器样机 .证了理论分析的正确性。验

2全桥 L C谐振直流变压器特性研究 L21工作过程 .

业化技术攻关项目中 .流侧采用两级式结构。直即前级为定频定占空比的直流变压器。后级为输出稳压的 B c—os u kB ot电路。

L C谐振直流变压器工作在完全谐振状态 L时 .实现了整个负载内全部功率管的 Z S和次级 V功率管的 Z S与工作在断续或连续状态相比， C,其效率最 5图 1示出大功率双向直流变压器结构。]。

目前，用的直流变压器拓扑【能实现全负常】不载范围内的软开关。故无法在高频开关下获得高效率，约了功率密度的进一步提高。文献【—]制 2 4介绍了单向的直流变压器，而对于双向直流变压器工作过程及参数设计，少有文献作相关介绍。很在此基于全桥 L C串联谐振。采用传统型外 L

驱动控制方式，详细介绍了双向直流变压器的工作过程及相关参数的设计方法。研制了一台开关基金项目：家高技术研究发展计划 (6国 8 3计划 )

盟 r 她鲤一￡为变压器的漏感； t ,分别为高、压侧谐振电容。低

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图 1双向直流变压器的基本结构F g n r l s u t r f b - ie t n lDC t n fr r i .1 Ge e a t cu e o id r ci a r some r o a

( 0 1 A1A 4 ) 2 1A 1 2 9定稿日期： 0 2 0— 8 2 1— 9 2