移相全桥与LLC结合的DC-DC变换器-沙德尚

简介：
本文介绍了移相全桥与LLC相结合的新型DC-DC变换器的设计和应用，由研究者沙德尚提出，旨在提高电力电子设备的效率和稳定性。 DC-DC变换器是一种电子设备，在直流电源之间转换电压的同时保持功率不变。这种装置广泛应用于从便携式电子产品到大型工业系统等各种领域中。其核心功能是将一个直流电压转变为另一个不同的直流电压，这一过程涉及到能量的存储和释放，并通常通过开关元件与电感或电容来完成。 移相全桥DC-DC变换器是一种特定类型的DC-DC变换器，它利用移相控制技术调整全桥电路中开关元件的工作顺序以调节输出电压。这种设计具有相对较低的开关损耗、较高的功率密度和更好的电磁干扰性能等优点；然而，也存在如占空比丢失及滞后桥臂难以实现软开关等问题。 LLC谐振变换器是一种高效的DC-DC变换器类型，它结合了串联与并联谐振变换器的优点。在这样的系统中，开关元件会在零电压条件下导通（ZVS），而整流二极管则在零电流下关闭（ZCS）。这减少了损耗和电磁干扰，并提高了效率；不过，在负载变化时需要通过调整频率来优化性能。 沙德尚北京理工大学电力电子实验室的研究提出了一种结合移相全桥与LLC谐振变换器特性的混合式DC-DC变换器设计，以克服单一拓扑结构的局限性并利用两者的优势提高整体效率。该研究特别关注低压大电流输出特性要求，包括恒流输出、特定输入电压范围（250V~310V）和宽广的输出电流范围（30A~300A）。为满足这些需求，设计采用了一种ZVS/ZCS方案来提高效率并降低整流二极管上的压力。 此外，研究还探讨了滞后桥臂实现零电压开关软启动的方式以及负载功率分配机制。通过精确控制元件的时序和参数设置，在不同负载条件下保持高效率运行成为可能。 在三电平移相+LLC混合变换器的研究中，则特别强调恒压源输出性能的重要性，这使得设备能够在较高输入电压下工作同时减少损耗与应力。 总体而言，北京理工大学电力电子实验室通过整合多种DC-DC变换器的优点提出了创新的混合式设计思路。这种方案有望为工业应用（如电焊机）提供高效率和高性能电源解决方案。