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干货推荐！交错升压型DC/DC变换器

7 小时前

186 变换器

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目前太阳能的利用依然十分火爆，太阳能的利用将是长期实行的能源战略，它与我们生活息息相关，但是太阳能转换成的电能不能直接利用，首先需要经过变换。生活中所使用的电能多数为交流电，而且输电线路大多都是交流输电，所以，通常太阳能光伏板输出的电能为低压直流，这个电压既不能直接利用，也不能输送。

实际中通过两级式逆变器，将低压直流电升压后在逆变成所需的电压进行利用和传输。现在对电能质量的要求越来越高，变换器的体积越来越小、频率越来越高，效率也要求尽量高。

结合诸多要求，LLC有这么多优点，它是不是也可以应用在逆变器的前级升压环节，LLC输入电压范围窄可能是关键限制目标，个人觉得应该有优化方法。可以尽量增加工作范围，先不谈及该问题，就只考虑升压的方法，按照设计方法计算谐振参数试一试，是否能实现升压。为了降低器件应力和输入电流的纹波（就是最大和最小值的差值），提出了一个变压器一次侧交错并联二次侧串联的全桥型DC/DC变换器。下面给出初步仿真的参数和波形。

工作频率200kHz，输入60VDC，输出800VDC，输出功率800W，主电路如图1所示。

图1 所提出的主电路

下面给出额定情况下的仿真波形，如图2所示。

图2 额定输出仿真波形

图2中的各变量与图1中的标号是相同的，这里就不再过多介绍。

下面是谐振频率大于开关频率（170kHz）时波形，如图3所示。

图3 开关频率小于谐振频率

下面给出开关频率大于谐振频率波形，如图4所示。

图4 开关频率大于谐振频率

上述图中可以看出前级开关管均实现了ZVS，副边实现了ZCS（图4中情况除外），半桥相位关系如图5所示。

图5 半桥仿真结果

图5可以看出电压电流相位差很小，死区不能太大，不然死区时间未结束，谐振电流就到了过零点，谐振电流就不能连续了。

但是，全桥型的最小工作频率不能离谐振频率太远，不然波形自己都不认识了。如图6所示，这是其中的一种情况。

图6 开关频率远小于谐振频率

交错并联可以减小输入电流纹波，对电池、光伏板等供电设备均由好处，而且这样结构也适合第一大电流应用场合，输出串联可以实现高压输出。也有不少的优点，而且设计也面临诸多挑战。

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