[發明專利]一種LLC類雙向有源橋逆變器諧振參數設計方法

有效

• 申請號: 201910099520.5
• 申請日: 2019-01-31
• 公開（公告）號: CN109831114B
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 張欣
• 申請（專利權）人: 張欣
• 主分類號: H02M7/797
• 分類號: H02M7/797
• 代理公司: 淮安市科翔專利商標事務所 32110
• 代理人: 韓曉斌

1.一種LLC類雙向有源橋逆變器諧振參數設計方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟1：根據設計前提，包括變壓器變比n，雙向有源橋逆變器輸入V_in、輸出電壓V_out、輸出功率P、輸入和輸出電壓允許變化范圍α和β，以及勵磁電感L_m和諧振電感L_r預期最大變化率τ和諧振電容C_r預期最大變化率η，計算對應的諧振電路品質因數的標準值Q_1R以及電壓傳輸增益表達式，將Q_1R代入電壓傳輸增益表達式中，再根據要求的電壓傳輸增益范圍，計算出勵磁電感與諧振電感的比值k的選取范圍；

步驟2：根據不同勵磁電感與諧振電感的比值k，計算對應的諧振參數標準值L_rR，C_rR，L_mR；

步驟3：計算不同勵磁電感與諧振電感的比值k的情況下的雙向有源橋逆變器輸出阻抗Z_out，在諧振參數預期變化范圍內選取最大的輸出阻抗峰值Z_{out_max}；判斷Z_{out_max}數值是否小于負載變換器輸入阻抗幅值Z_in，若是，則對應的k值滿足級聯穩定性條件，穩定性設計過程結束；若否，則選取不同的k值直到Z_{out_max}小于Z_in；

步驟4：根據穩定性設計過程所選擇取的k，驗證是否可以實現雙向有源橋逆變器恒定電壓傳輸增益；若是，則設計過程完成，諧振參數確定為該k值對應的諧振參數標準值；若否，重新選取k重復上述步驟直到驗證成功。

2.根據權利要求1所述的一種LLC類雙向有源橋逆變器諧振參數設計方法，其特征在于：所述步驟1中，諧振參數預期變化范圍，輸出、輸入電壓和電壓傳輸增益允許變化范圍為：

L_m∈[(1-τ％)，((1+τ％))]L_mR

L_r∈[(1-τ％)，((1+τ％))]L_rR

C_r∈[(1-η％)，((1+η％))]C_rR

V_in∈[(1-β％)，(1+β％)]V_inR

V_out∈[(1-α％)，(1+α％)]V_outR

M_min＝(1-a％)V_out/[n·(1+β％)]V_in

M_max＝(1+α％)V_out/[n·(1-β％)]V_in

其中，L_rR，C_rR，L_mR被定義為參數L_r，C_r，L_m對應的標準值；τ是電感L_m和L_r預期最大變化率，η是電容C_r預期最大變化率，α、β分別為雙向有源橋逆變器輸出、輸入電壓允許變化率，V_in、V_out分別代表輸入、輸出電壓，M是電壓傳輸增益；諧振電路品質因數Q₁，開關頻率和諧振角頻率之比ω*計算表達式如下，ω_s為開關角頻率，R_eq為等效電阻；

由上述公式，電壓傳輸增益表達式推導如下：

其中Q_1R被定義為諧振電路品質因數的標準值，它被表達為：

根據電壓傳輸增益范圍要求M_minMM_max，得到勵磁電感與諧振電感的比值k的允許范圍，也就是得到k的選取范圍。

3.根據權利要求1所述的一種LLC類雙向有源橋逆變器諧振參數設計方法，其特征在于：所述步驟4中，根據穩定性設計過程中確定的k值，對雙向有源橋逆變器恒定電壓傳輸增益變化進行驗證，考察在諧振參數預期變化范圍內，電壓傳輸增益是否在允許變化范圍內。