【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于dcdc变换器技术，具体涉及一种通过调整参数设计实现高增益利用率的cllc电路，涉及了微电网、电动汽车以及新能源储能等多个应用场合。
技术介绍
1、为了应对大规模新能源发电设备接入电力系统后的波动性和间歇性隐患，越来越多的储能设备投入使用，满足双向充放电需求的dc/dc变换器也受到了广泛关注。双向谐振式cllc电路拓扑具有电气隔离、宽电压增益、软开关、高效率的优点，是目前双向dc/dc变换器采用的主要拓扑之一。
2、cllc电路包含较多的无源元件：原边谐振电感、原边谐振电容、变压器、副边谐振电感和副边谐振电容，导致电路参数的设计较为复杂。合理的电路参数能保证在满足电压增益的前提下尽可能地减小开关管的关断电流，进而减小损耗、提升效率。
3、目前的传统cllc电路设计采用基波分析法，该方法对五个无源元件的参数进行了归一化，仅使用励磁电感与原边谐振电感的比值 k和品质因数 q参与设计流程，大幅降低了设计难度。但该方法假设了电路中只有谐振频率次的基波传输能量，并假设了额定电压条件下的品质因数 q0作为全部电压条件下的品质因数参数 q，忽略了输入输出电压变化时品质因数的变化情况。
4、在升压工作时，品质因数 q会小于额定电压下的品质因数 q0。如果仍然采用 q0参与设计，对于
5、由此可见，传统的双向谐振式cllc电路的基于基波分析的设计方法并未获得最优参数，制约了储能设备充放电的传输效率，造成了电能浪费。因此，需要对现有cllc电路设计方案进行改进。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种通过调整参数设计实现高增益利用率的cllc电路。
2、为解决上述技术问题，本专利技术的解决方案是：
3、提供一种通过调整参数设计实现高增益利用率的cllc电路，该cllc电路是由输入端、原边开关桥、谐振腔、副边开关桥和输出端依次级联组成；其中，输入母线电压 v in和电容 c in组成输入端，多个开关管组成原边开关桥，原边谐振电感 l rp、原边谐振电容 c rp、励磁电感为 l m和匝比为 n的高频变压器 t、副边谐振电感 l rs和副边谐振电容 c rs组成谐振腔、多个开关管组成副边开关桥，输出母线电压 v o和电容 c o组成输出端；
4、该cllc电路用于正反向对称的双向dc/dc变换器功率传输场景，以从输入端至输出端为正功率传输方向，额定传输功率为 p0；cllc电路的电压增益由参数 l rp、 c rp、 l rs、 c rs、 l m和 n决定，在考虑增益变化对品质因数 q影响的条件下，根据以下方法来确定电路中与增益相关的各元器件参数，具体步骤包括：
5、（1）根据变换器的目标应用场景，确定额定输入电压 v in，其输出电压范围为 v omin ~ v omax；
6、（2）计算额定输出电压 v o，公式如下：
7、，
8、（3）计算cllc电路中的变压器原副边匝比 n，公式如下：
9、，
10、（4）计算目标应用场景所需的cllc最大增益 m max，公式如下：
11、，
12、（5）根据变换器所采用的开关器件确定谐振频率 f r、开关频率变化范围 f min~ f max；
13、（6）根据优化后的cllc电路增益公式，确定额定电压下满载状态对应的品质因数 q0和励磁电感与原边谐振电感的比值 k，增益公式如下：
14、，
15、其中， f n是归一化后的开关频率，取值范围为 f min / f r ~ f max/ f r；
16、（7）根据 q0和 f r的定义，计算原边谐振电感 l rp和原边谐振电容 c rp， q0和 f r的定义如下：
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1.一种通过调整参数设计实现高增益利用率的CLLC电路，其特征在于，该CLLC电路是由输入端、原边开关桥、谐振腔、副边开关桥和输出端依次级联组成；其中，输入母线电压Vin和电容Cin组成输入端，多个开关管组成原边开关桥，原边谐振电感Lrp、原边谐振电容Crp、励磁电感为Lm和匝比为n的高频变压器T、副边谐振电感Lrs和副边谐振电容Crs组成谐振腔、多个开关管组成副边开关桥，输出母线电压Vo和电容Co组成输出端；
2.根据权利要求1所述的CLLC电路，其特征在于，当变换器处于输入电压范围可变的应用场景中时：假设输入电压的范围为Vinmin~Vinmax，根据以下公式计算输入电压额定值Vin ：
3.根据权利要求1所述的CLLC电路，其特征在于，所述步骤（6）中，对于一组待验证的参数Q0和k，归一化的开关频率fn需要满足以下条件：
4.根据权利要求1所述的CLLC电路，其特征在于，所述步骤（6）中，采用绘图的方式判断参数Q0和k是否有效：
5.根据权利要求4所述的CLLC电路，其特征在于，所述步骤（6）中，将多种有效的Q0和k参数组合进
6.根据权利要求1所述的CLLC电路，其特征在于，在确定电路中与增益相关的各元器件参数时，改为以传统基波分析法获得品质因数Qpri，以及原边励磁电感Lm与原边谐振电感Lrp的比值kpri；在所述步骤（6）中，基于参数组合Qpri和kpri进行迭代寻优以减少迭代次数，具体迭代方法为：保持参数Q0为Qpri，在参数kpri的基础上不断增加k的数值，并不断绘制增益曲线直至失效；在曲线失效前的k值，即为最优的参数值。
...【技术特征摘要】
1.一种通过调整参数设计实现高增益利用率的cllc电路，其特征在于，该cllc电路是由输入端、原边开关桥、谐振腔、副边开关桥和输出端依次级联组成；其中，输入母线电压vin和电容cin组成输入端，多个开关管组成原边开关桥，原边谐振电感lrp、原边谐振电容crp、励磁电感为lm和匝比为n的高频变压器t、副边谐振电感lrs和副边谐振电容crs组成谐振腔、多个开关管组成副边开关桥，输出母线电压vo和电容co组成输出端；
2.根据权利要求1所述的cllc电路，其特征在于，当变换器处于输入电压范围可变的应用场景中时：假设输入电压的范围为vinmin~vinmax，根据以下公式计算输入电压额定值vin ：
3.根据权利要求1所述的cllc电路，其特征在于，所述步骤（6）中，对于一组待验证的参数q0和k，归一化的开关频...
【专利技术属性】
技术研发人员：李博栋，陈敏，贾轹文，张家瑞，江峰，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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