采用模块化结构的多相多电平LLC谐振变换器

在电动汽车和轨道交通辅助电源等高压大功率场合,开关管电压电流应力较高,功率器件选择困难。为此,该文提出了一种适用于高压大功率场合的模块化多相多电平LLC谐振变换器。其中,多电平结构使得原边开关管的电压应力仅为输入电压的1/n,多相结构可有效降低开关管电流定额。采用变频控制策略,在宽电压和宽负载范围内,所有原边开关管均可实现零电压开关,所有副边整流管均可实现零电流开关。以3个模块结构为例,分析了变频控制策略下多相多电平LLC谐振变换器的工作原理,通过基波分析法得到变换器的等效电路模型和输入输出电压增益。分别对开关频率低于谐振频率和高于谐振频率两个工作区域进行参数设计,完成一台540660 V输入、400 V/5 A输出的原理样机,实验结果验证了理论分析的正确性。