关键词:
多端口固态变压器
分布式谐振槽阻抗匹配
CLLC串联谐振
软开关
摘要:
为了解决三端口CLLC固态变压器(TP-CLLC-SST)设计中分布式谐振槽的谐振参数、谐振槽的阻抗匹配、死区时间与励磁电感的优化问题,该文提出一种应用于直流微电网系统中的三端口串联谐振型固态变压器的优化设计方法。TP-CLLC-SST由端口输入输出电容、全桥电路、分布式谐振槽和三绕组高频变压器组成。该变换器以固定的开关频率和接近于50%占空比开环运行,在整个负载范围内可以实现输入端口的零电压开关(ZVS)和输出端口的零电流开关(ZCS),进而可以简化系统控制,实现较高的效率。首先,该文提出了分布式谐振槽的阻抗匹配及谐振参数确定方法,提高了分布式谐振槽阻抗匹配度并简化了谐振参数设计过程,使得变换器的最大端口电压偏移率由5.6%降至1.02%,显著地提高了变换器的负载调节特性。其次,推导了变换器在不同运行模式及负载条件下分布式谐振槽输入输出电流有效值。并且,结合谐振槽电流有效值方程给出了死区时间和励磁电感的优化选择方法,有效地提高了该变换器在三种运行模式下的运行效率。最后,在搭建的三个端口电压分别为100 V、400 V和600 V,功率为1 kW的实验样机上验证了所提优化方法的可行性,并实现了98.3%的峰值效率。