數字化控制下的CLLC變換器同步整流策略

曹以龍, 帥祿瑋

(上海電力大學 電子與信息學院, 上海 200090)

隨著電動汽車、可再生能源、儲能系統、不間斷電源系統及電力電子變壓器等領域的快速發展,具備能量雙向流動的雙端口隔離型雙向直流-直流(Direct Current-Direct Current,DC-DC)變換器得到了廣泛應用,并成為了研究熱點[1-5]。能否實現高功率密度和高變換效率一直是 DC-DC變換器設計的重點和難點。目前大量學者致力于具備軟開關能力的 DC-DC 變換器研究,以減少損耗、提高效率。近些年來,軟開關諧振型 DC-DC變換器拓撲以及 LLC 諧振變換器參數優化得到了越來越多的關注[6-10]。然而,LLC 諧振變換器一般只工作于單相傳遞能量的情況,反向工作時,為LC震蕩,調頻范圍過寬,負載調節率受限。目前也有文獻對 LLC 諧振變換器在雙向DC-DC 變換器中的應用進行了研究。如文獻[11]提出了對稱結構的 CLLC諧振變換器,但其諧振點的增益小于 1 且受負載影響。為了提高效率,DC-DC變換器一般會采用同步整流的方法。文獻[12]提出了一種基于無傳感器的LLC電路輸出側同步整流策略,雖然減少了傳感器,但是該方法僅適用于LLC電路。文獻[13]提出了采用專用芯片進行同步整流,減小了外圍電路設計,適合于能量單相傳遞情況,難以與雙向CLLC變換器兼容。

本文提出了一種適用于全數字化控制的雙向CLLC變換器同步整流策略,并且通過實驗證明,該方法簡單有效,最多可以提高變換器5%的轉換效率。

1 CLLC電路損耗分析

全橋CLLC變換器的拓撲結構如圖1所示。

圖1 CLLC諧振變換器的拓撲結構

在正向工……