[發明專利]諧振網絡、變壓器及隔離型直流變換器及其參數設計方法有效
| 申請號: | 202011387145.3 | 申請日: | 2020-12-01 |
| 公開(公告)號: | CN112600414B | 公開(公告)日: | 2022-10-25 |
| 發明(設計)人: | 吳西奇;李睿 | 申請(專利權)人: | 上海交通大學 |
| 主分類號: | H02M3/156 | 分類號: | H02M3/156;H02M3/335 |
| 代理公司: | 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317 | 代理人: | 劉翠 |
| 地址: | 200240 *** | 國省代碼: | 上海;31 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 諧振 網絡 變壓器 隔離 直流 變換器 及其 參數 設計 方法 | ||
1.一種非隔離型諧振網絡的參數設計方法,其特征在于,
所述非隔離型諧振網絡,包括:第一電感、第一電容、第一交流端口、第二電感、第二電容、第二交流端口以及第三電感;其中,
所述第一電感的一端和所述第一電容的一端串聯連接,所述第一電感的另一端連接到所述第一交流端口的第一交流端,所述第一電容的另一端連接到所述第二交流端口的第一交流端;
所述第一交流端口的第二交流端與所述第二交流端口的第二交流端相連;
所述第三電感和所述第二電容并聯連接后再與所述第二電感串聯連接組成一支路,所述支路與所述第二交流端口并聯連接;
所述參數設計方法,包括:
對所述非隔離型諧振網絡進行交流穩態分析,得到所述非隔離型諧振網絡正向和反向運行的電壓增益表達式;
基于反向運行的電壓增益范圍,根據給定調節頻率的范圍,計算所述第一電感和所述第一電容的值;
基于正向運行的電壓增益范圍,根據給定調節頻率的范圍,計算所述第二電感、所述第二電容和所述第三電感的值。
2.根據權利要求1所述的非隔離型諧振網絡的參數設計方法,其特征在于,得到所述非隔離型諧振網絡正向運行的電壓增益表達式的方法為:
利用相量法,得到所述非隔離型諧振網絡的復頻域電路模型;
計算所述非隔離型諧振網絡正向運行的電壓增益表達式G1(fn)為:
其中,V1為第一交流端口電壓的有效值,V2為第二交流端口電壓的有效值,fn為歸一化頻率,fn=fS/f1,fS為工作頻率,m=f1/f2,f1為第一電感和第一電容串聯諧振的頻率,f2為第三電感和第二電容并聯諧振的頻率,k1=L2/L1,k2=L3/L1,R1為正向負載;
計算所述非隔離型諧振網絡反向運行的電壓增益表達式G2(fn)為:
其中,R2為反向負載;
計算所述第一電感和所述第一電容的值的方法為:
設定所述第一電感和所述第一電容的值的約束關系為:
或
其中,G2為反向運行的電壓增益,fmax為給定調節頻率的范圍上限,fmin為給定調節頻率的范圍下限,f1為第一電感和第一電容串聯諧振的頻率,V1_min為輸入電壓的最小值,V2_max為輸出電壓的最大值;
根據所設定的約束關系計算所述第一電感和所述第一電容的值;
計算所述第二電感、所述第二電容和所述第三電感的值的方法為:
初步選取參數m、k1和k2的值,分別判斷在正向運行最大電壓增益對應的開關頻率和最小電壓增益對應的開關頻率是否在給定調節頻率的范圍內;如果不在該范圍內,重新選定一組參數m、k1和k2的值;如果在該范圍內,根據選取的參數m、k1和k2的值計算所述第二電感、所述第二電容和所述第三電感的值。
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