采用谐振电感复用的LCL-T/LLC谐振变换器

摘要

LLC谐振变换器有着转换效率高、软开关特性好等显著优点。但在储能系统充电的应用场合中，宽电压增益输出要求LLC谐振变换器工作频率在较大范围内变化，从而引起转换效率明显降低、磁性元件设计困难、轻载调节有限等问题。研究了一种采用谐振电感复用的LCL-T/LLC谐振变换器，可用于电动汽车的车载充电。将谐振电感置于变压器副边，构建LCL-T谐振腔使得变换器工作在恒流充电阶段，LCL-T谐振变换器的恒流特性可以显著减小变换器的工作频率范围；通过辅助开关改变谐振支路，该谐振电感也可参与LLC谐振，使变换器工作在恒压充电阶段，提供稳定的充电电压。由于谐振电感位于变压器副边，减少了死区时间内的磁芯损耗，提高了转换效率。详细分析了该变换器的工作模式和直流增益特性，给出了关键参数设计原则。最后，搭建了一台3.3 kW、400 V/330 V的实验样机，验证了变换器拓扑和控制方案的有效性。

关键词

直流充电 / LCL-T/LLC谐振变换器 / 软开关运行 / 电动汽车

基金资助

国家自然科学基金(52277169); 安徽高校自然科学研究项目(KJ2021A0370)