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专利号: 2022116095932
申请人: 常熟理工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种CLCLC型谐振变换器的调制方法,其特征在于,所述CLCLC型谐振变换器包括依次相连的一次侧全桥、谐振槽、高频变压器和二次侧全桥,所述一次侧全桥包括开关管S1~S4,所述开关管S1~S4构成一次侧有源全桥电路;所述谐振槽包括设置在一次侧的依次连接的一次侧谐振电容Cp、谐振电感Lp和谐振电容Cx,及设置在二次侧的二次侧谐振电容Cs和谐振电感Ls,所述谐振电容Cx设置在高频变压器的原边的两端;所述高频变压器的匝数比为1:n;所述二次侧全桥包括开关管Q1~Q4,所述开关管Q1~Q4构成二次侧有源全桥电路,调制方法包括以下步骤:步骤S01:一个周期内,使得一次侧电压正半周脉冲宽度可调,负半周脉冲宽度固定为π,使得二次侧电压正半周脉冲宽度可调,负半周脉冲宽度固定为π;具体包括,调节开关管S1~S4的脉冲宽度,使开关管S1和S2保持50%占空比,将开关管S4的脉冲宽度调整到δ,开关管S3的脉冲宽度与S4互补,产生一个具有三电平的非对称电压波形,其正脉宽调整到δ,负脉宽固定为π;

步骤S02:调节二次侧电压滞后一次侧电压相位 ;通过调整谐振电流的相位与电压相位同相,即一次侧谐振电流相位为0,二次侧谐振电流相位为 。

2.根据权利要求1所述的CLCLC型谐振变换器的调制方法,其特征在于,调节开关管Q1~Q4的脉冲宽度,使开关管Q3和Q4保持50%占空比,开关管Q1的脉冲宽度调整到δ,开关管Q2的脉冲宽度与其互补,且开关管Q4滞后开关管S1角度 ,产生一个具有三电平的非对称电压波形,其负脉宽固定为π,正脉宽调整到δ。

3.根据权利要求1所述的CLCLC型谐振变换器的调制方法,其特征在于,所述步骤S02之后还包括:对谐振电流的相位进行调整;将一次侧谐振电流ip过零点调整在0处,二次侧谐振电流is过零点调整在 处,从而使得谐振电流与电压同相位,即满足以下条件:时,实现零循环电流、零回流功率。

4.根据权利要求3所述的CLCLC型谐振变换器的调制方法,其特征在于,一次侧谐振电流ip,二次侧谐振电流is的计算方法包括:得到变换器在相量域下的等效电路,根据KCL和KVL定律,得到:

其中, 是一次侧中点交流电压vp的相量表达形式, 是二次侧中点交流电压vs转换到一次侧的相量表达形式, 是Ls转换到一次侧的变量, 是Cs转换到一次侧的变量;

为一次侧谐振电流的相量形式, 为二次侧谐振电流的相量形式, 为开关角频率,Lp为一次侧谐振电感,Ls为二次侧谐振电感,Cs为二次侧谐振电容;

当电路谐振运行时,开关角频率等于谐振角频率,谐振角频率 ,上述表达式化简为:采用基波近似法进行稳态分析,vp和二次侧基波电压 的相量表达形式表示为:进一步得到:

Vin和Vout分别是输入电压和输出电压。

5.根据权利要求3所述的CLCLC型谐振变换器的调制方法,其特征在于,还包括:得到输出功率 :

其中, 表示最大输出功率, ,输出功率的标幺值 ,由于δ

的范围在0到π之间,得到标幺值输出功率在25%到100%之间。

6.一种CLCLC型谐振变换器的调制系统,其特征在于,采用权利要求1所述的CLCLC型谐振变换器,调制系统包括:一次侧波形调节模块,一个周期内,使得一次侧电压正半周脉冲宽度可调,负半周脉冲宽度固定为π;具体包括,调节开关管S1~S4的脉冲宽度,使开关管S1和S2保持50%占空比,将开关管S4的脉冲宽度调整到δ,开关管S3的脉冲宽度与S4互补,产生一个具有三电平的非对称电压波形,其正脉宽调整到δ,负脉宽固定为π;

二次侧波形调节模块,使得二次侧电压正半周脉冲宽度可调,负半周脉冲宽度固定为π;调节二次侧电压滞后一次侧电压相位 ;通过调整谐振电流的相位与电压相位同相,即一次侧谐振电流相位为0,二次侧谐振电流相位为 。

7.根据权利要求6所述的CLCLC型谐振变换器的调制系统,其特征在于,所述二次侧波形调节模块,调节开关管Q1~Q4的脉冲宽度,使开关管Q3和Q4保持50%占空比,开关管Q1的脉冲宽度调整到δ,开关管Q2的脉冲宽度与其互补,且开关管Q4滞后开关管S1角度 ,产生一个具有三电平的非对称电压波形,其负脉宽固定为π,正脉宽调整到δ。

8.根据权利要求6所述的CLCLC型谐振变换器的调制系统,其特征在于,还包括相位调整模块,对谐振电流的相位进行调整;将一次侧谐振电流ip过零点调整在0处,二次侧谐振电流is过零点调整在 处,从而使得谐振电流与电压同相位,即满足以下条件:时,实现零循环电流、零回流功率。