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交錯升壓型DC/DC變換器

發(fā)布時間:2021-07-13 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】目前太陽能的利用依然十分 ,太陽能的利用將是長期實行的能源戰(zhàn)略,它與我們生活息息相關(guān),但是太陽能轉(zhuǎn)換成的電能不能直接利用,首先需要經(jīng)過變換。生活中所使用的電能多數(shù)為交流電,而且輸電線路大多都是交流輸電,所以,通常太陽能光伏板輸出的電能為低壓直流,這個電壓既不能直接利用,也不能輸送。
  
目前太陽能的利用依然十分 ,太陽能的利用將是長期實行的能源戰(zhàn)略,它與我們生活息息相關(guān),但是太陽能轉(zhuǎn)換成的電能不能直接利用,首先需要經(jīng)過變換。生活中所使用的電能多數(shù)為交流電,而且輸電線路大多都是交流輸電,所以,通常太陽能光伏板輸出的電能為低壓直流,這個電壓既不能直接利用,也不能輸送。
 
實際中通過兩級式逆變器,將低壓直流電升壓后在逆變成所需的電壓進(jìn)行利用和傳輸?,F(xiàn)在對電能質(zhì)量的要求越來越高,變換器的體積越來越小、頻率越來越高,效率也要求盡量高。
 
結(jié)合諸多要求,LLC有這么多優(yōu)點,它是不是也可以應(yīng)用在逆變器的前級升壓環(huán)節(jié),LLC輸入電壓范圍窄可能是關(guān)鍵限制目標(biāo),個人覺得應(yīng)該有優(yōu)化方法??梢员M量增加工作范圍,先不談及該問題,就只考慮升壓的方法,按照設(shè)計方法計算諧振參數(shù)試一試,是否能實現(xiàn)升壓。為了降低器件應(yīng)力和輸入電流的紋波(就是 和 小值的差值),提出了一個變壓器 側(cè)交錯并聯(lián)二次側(cè)串聯(lián)的全橋型DC/DC變換器。下面給出初步仿真的參數(shù)和波形。
 
工作頻率200kHz,輸入60VDC,輸出800VDC,輸出功率800W,主電路如圖1所示。
 
交錯升壓型DC/DC變換器
圖1 所提出的主電路
 
下面給出額定情況下的仿真波形,如圖2所示。
 
交錯升壓型DC/DC變換器
圖2 額定輸出仿真波形
 
圖2中的各變量與圖1中的標(biāo)號是相同的,這里就不再過多介紹。
 
下面是諧振頻率大于開關(guān)頻率(170kHz)時波形,如圖3所示。
 
交錯升壓型DC/DC變換器
圖3 開關(guān)頻率小于諧振頻率
 
下面給出開關(guān)頻率大于諧振頻率波形,如圖4所示。
 
交錯升壓型DC/DC變換器
圖4 開關(guān)頻率大于諧振頻率
 
上述 圖中可以看出前級開關(guān)管均實現(xiàn)了ZVS,副邊實現(xiàn)了ZCS(圖4中情況除外),半橋相位關(guān)系如圖5所示。
 
交錯升壓型DC/DC變換器
圖5 半橋仿真結(jié)果
 
圖5可以看出電壓電流相位差很小,死區(qū)不能太大,不然死區(qū)時間未結(jié)束,諧振電流就到了過零點,諧振電流就不能連續(xù)了。
 
但是,全橋型的 小工作頻率不能離諧振頻率太遠(yuǎn),不然波形自己都不認(rèn)識了。如圖6所示,這是其中的一種情況。
 
交錯升壓型DC/DC變換器
圖6 開關(guān)頻率遠(yuǎn)小于諧振頻率
 
交錯并聯(lián)可以減小輸入電流紋波,對電池、光伏板等供電設(shè)備均由好處,而且這樣結(jié)構(gòu)也適合 大電流應(yīng)用場合,輸出串聯(lián)可以實現(xiàn)高壓輸出。也有不少的優(yōu)點,而且設(shè)計也面臨諸多挑戰(zhàn)。
 
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