[發明專利]一種LCC諧振變換器參數設計的方法、系統及存儲介質

在審

• 申請號: 202010783380.6
• 申請日: 2020-08-06
• 公開（公告）號: CN111817574A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 翟少磊;魏齡;張林山;沈鑫;王恩;鄧濤;陳文華;劉靜;李登云
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M7/48
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙) 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

本發明公開了一種LCC諧振變換器參數設計的方法、系統及存儲介質，所述方法包括：獲取LCC諧振變換器的性能指標參數；建立LCC諧振變換器的等效交流電路模型；通過LCC諧振變換器的性能指標參數和LCC諧振變換器的等效交流電路模型，計算得到輸入阻抗角、整流橋導通角、諧振電感的電流峰值和變壓器匝比；根據輸入阻抗角、整流橋導通角、諧振電感的電流峰值和變壓器匝比，計算得到LCC諧振變換器的電路參數值，LCC諧振變換器的電路參數值包括串聯諧振電容的容值、并聯電容的容值和串聯諧振電感值。本發明提供的LCC諧振變換器參數設計的方法在滿足變換器設計的性能指標的前提下，圍繞整流橋導通角給出了諧振變換器參數的設計方法，簡化參數設計過程，計算量小。

技術領域

本發明涉及電力系統領域，尤其涉及一種LCC諧振變換器參數設計的方法、系統及存儲介質。

背景技術

由于諧振變換器可以減小開關損耗，實現開關管的零電壓或零電流的開通與關斷，提高開關頻率，因此在高壓方波電源領域得到了廣泛應用。LCC諧振變換器是在傳統LC兩元件諧振電路的基礎上增加一個并聯諧振電容改進而來，兼具了串聯諧振和并聯諧振的優點，具有高功率密度、寬負載范圍以及輕載環流較小等優勢，近年來得到了廣大研究者的關注，成為了諧振變換器的研究熱點。

LCC諧振變換器可以利用高頻變壓器的分布參數作為諧振元件，從而減小變換器的體積。在高壓電源領域，考慮到濾波電感體積較大，輸出側采用電容型濾波器，這導致了變換器的工作過程變得十分復雜。在一個開關周期，變換器出現多個諧振過程，增加了電路建模難度，因此LCC諧振變換器的參數設計變得非常復雜。

目前，方波電源的LCC諧振參數的設計多采用反復試湊的方式，這樣導致設計過程非常繁瑣，另外并沒有考慮在全負載范圍內是否都可以實現軟開關，在實際情況可能出現硬開關。此外，方波電源的LCC諧振參數的設計還可以采用狀態空間法對諧振變換器進行建模分析，但是狀態空間法需要建立冗長的狀態方程，計算工作量極大。

因此，如何設計一種參數設計過程簡單、計算量小的LCC諧振變換器參數設計的方法成為亟待解決的問題。

發明內容

本發明提供了一種LCC諧振變換器參數設計的方法、系統及存儲介質，以解決現有LCC諧振變換器參數設計過程復雜、計算量大的問題。

第一方面，本發明提供一種LCC諧振變換器參數設計的方法，包括：

S1：獲取LCC諧振變換器的性能指標參數；

S2：建立LCC諧振變換器的等效交流電路模型；

S3：通過LCC諧振變換器的性能指標參數和LCC諧振變換器的等效交流電路模型，計算得到輸入阻抗角、整流橋導通角、諧振電感的電流峰值和變壓器匝比；

S4：根據輸入阻抗角、整流橋導通角、諧振電感的電流峰值和變壓器匝比，計算得到LCC諧振變換器的電路參數值，LCC諧振變換器的電路參數值包括串聯諧振電容的容值、并聯電容的容值和串聯諧振電感值。

可選擇的，所述LCC諧振變換器的性能指標參數包括LCC諧振變換器的輸入電壓、輸出電壓、輸出電流、滿載開關頻率和工作時最高開關頻率。

可選擇的，所述通過LCC諧振變換器的性能指標參數和LCC諧振變換器的等效交流電路模型，計算得到輸入阻抗角、整流橋導通角、諧振電感的電流峰值和變壓器匝比包括：

S31：根據LCC諧振變換器的輸入電壓、輸出電壓和輸出電流，通過LCC諧振變換器的等效交流電路模型，得到諧振電感的峰值電流關系式；

S32：根據諧振電感的峰值電流關系式，計算得到輸入阻抗角以及諧振電感的電流峰值；

S33：通過滿載開關頻率、輸入阻抗角、工作時最高開關頻率和LCC諧振變換器的等效交流電路模型，計算得到整流橋導通角；