应用于电流源型lcl高频谐振变换器的scc结构的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种应用于电流源型LCL高频谐振变换器的SCC结构技术，特别涉及 一种应用于电流源型LCL高频谐振变换器的SCC结构。
【背景技术】
[0002] 高频交流配电（HFAC ros)方式与直流配电（DC ros)方式相比，具有电压转换方 便和功率密度高等优点，既可应用于小功率、短距离传输的计算机和通信设备，又可应用于 中等功率、长距离传输的电动汽车和微电网领域。在高频交流配电系统中，高效优质的电 源侧变换器的设计与实现具有重要意义。LCL谐振变换器在特定工作条件下是一个与负载 无关的恒流源，但是元件参数的误差以及负载与输入的扰动使得变换器很难保持稳定的恒 流状态。本发明提出了一种新型SCC结构构成SCC-LCL谐振变换器，实现了可控恒流源输 出。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种应用于电流源型LCL高 频谐振变换器的see结构，该see结构适用于高频交流配电领域，可以应用于补偿扰动使 LCL高频谐振实现可控恒流源输出。
[0004] 本发明的目的通过下述技术方案实现：一种应用于电流源型LCL高频谐振变换器 的SCC结构，包括：第一从电容Ci、第二从电容C 3、主电容C2、第一开关管Si和第二开关管 S2;第一从电容C i的正极和第二从电容C 3的正极均与主电容(：2的正极相连接；第一从电容 Ci的负极和第一开关管S i的漏极连接，第二从电容C 3的负极与第二开关管S 2的源极连接； 第一开关管Si的源极和第二开关管S 2的漏极均与主电容C 2的负极相连接；控制信号接入 第一开关管Si和第二开关管S2的栅极，通过占空比D的大小控制开关管的导通时间从而控 制等效电容；第一开关管 Sl和第二开关管S 2的导通时间相差半个周期。
[0005] 所述第一从电容Ci和第二从电容C 3的电容值相等，所述第一从电容C :和第二从 电容c3的结构具有对称性。所述第一从电容c i和第二从电容c3的电容值相等，以确保所 述see结构的对称性，保证其抗扰性能。
[0006] 采用固定的频率控制第一开关管Si和第二开关管s2，采用变化的占空比控制第一 开关管Si和第二开关管S 2;第一开关管S i和第二开关管S 2的导通时间相差半个周期，即导 通时间的相位差为180°，为软开关的实现提供了保障。
[0007] 所述变化的占空比是指通过改变占空比的大小，调节等效电容的值，以补偿输入 电压波动及元件的扰动。
[0008] 所述变化的占空比的变化范围具有三种情况：
[0009] 第①种情况：0彡D彡0? 25 ;
[0010] 第②种情况：0? 25彡D彡0? 5 ;
[0011] 第③种情况：D彡0.5;
[0012] 其中，D代表占空比。
[0013] 所述变化的占空比的变化范围为第①种情况时，第一从电容Q充电最大电压Uc;lmax 小于第二从电容(：3的最小放电电压u。3_，即：Uc;lniax< u。3_，等效电容Ceq计算公式为：
【主权项】
1. 一种应用于电流源型LCL高频谐振变换器的SCC结构，其特征在于，包括：第一从电 容（C 1)、第二从电容（C3)、主电容（C2)、第一开关管（S1)和第二开关管（S 2); 第一从电容（C1)的正极和第二从电容（C3)的正极均与主电容（C2)的正极相连接；第 一从电容（C1)的负极和第一开关管（S1)的漏极连接，第二从电容（C3)的负极与第二开关 管（S 2)的源极连接；第一开关管（S1)的源极和第二开关管（S2)的漏极均与主电容（C 2)的 负极相连接； 控制信号接入第一开关管（S1)和第二开关管（S2)的栅极，通过占空比D的大小控制开 关管的导通时间从而控制等效电容；第一开关管（S1)和第二开关管（S2)的导通时间相差半 个周期。
2. 根据权利要求1所述的应用于电流源型LCL高频谐振变换器的SCC结构，其特征在 于，所述第一从电容（C1)和第二从电容（C 3)的电容值相等，所述第一从电容（C1)的结构和 第二从电容（C3)的结构互相对称。
3. 根据权利要求1所述的应用于电流源型LCL高频谐振变换器的SCC结构，其特征在 于，采用固定的频率控制第一开关管（S1)和第二开关管（S 2)，采用变化的占空比控制第一 开关管（S1)和第二开关管（S2);第一开关管（S 1)和第二开关管（S2)的导通时间相差半个 周期，即导通时间的相位差为180°。
4. 根据权利要求3所述应用于电流源型LCL高频谐振变换器的SCC结构，其特征在于， 所述变化的占空比是指通过改变占空比的大小，调节等效电容的值，以补偿输入电压波动 及元件的扰动。
5. 根据权利要求4所述的应用于电流源型LCL高频谐振变换器的SCC结构，其特征在 于，所述变化的占空比的变化范围具有三种情况： 第①种情况：〇 < D < 0· 25 ; 第②种情况：〇. 25 < D < 0. 5 ; 第③种情况：D彡0. 5 ; 其中，D代表占空比。
6. 根据权利要求5所述的应用于电流源型LCL高频谐振变换器的SCC结构，其特征在 于，当所述变化的占空比的变化范围为第①种情况时，第一从电容（C 1)充电最大电压Ucamax 小于第二从电容（C3)的最小放电电压Ue3niin，即：UcaniaxS u。3_，等效电容Crai计算公式为：
其中，为第一从电容（C1)在正常同等条件完整半个周期下的电荷量，Δβ,为第一从 电容（C1)在SCC结构中半个周期的电荷量；α3为第二从电容（C3)在正常同等条件完整半 个周期下的电荷量，为第二从电容（C 3)在SCC结构中半个周期的电荷量。
7. 根据权利要求5所述的应用于电流源型LCL高频谐振变换器的SCC结构，其特征在 于，当所述变化的占空比的变化范围为第②种情况时，第一从电容（C 1)和第二从电容（C3) 的充放电曲线存在交叉情况下，等效电容计算公式为：
其中，α,为第一从电容（C1)在正常同等条件完整半个周期下的电荷量，Δρ(ι*第一从 电容（C1)在see结构中半个周期的电荷量；为第二从电容（C3)在正常同等条件完整半 个周期下的电荷量，为第二从电容（C3)在see结构中半个周期的电荷量。
8.根据权利要求5所述的应用于电流源型LCL高频谐振变换器的SCC结构，其特征在 于，当所述变化的占空比的变化范围为第③种情况时，所述变化的占空比对等效电容的电 容值控制失效，所述等效电容的电容值是第一从电容（C 1)、第二从电容（C3)和主电容（C2) 的电容值之和。
【专利摘要】本发明公开了一种应用于电流源型LCL高频谐振变换器的SCC结构，包括：第一从电容C1、第二从电容C3、主电容C2、第一开关管S1和第二开关管S2；两个从电容分别串联了极性相反的第一开关管S1和第二开关管S2，开关管两端反向并联二极管；两个开关管第一开关管S1和第二开关管S2的导通时间相差半个周期，为固定频率变占空比D控制，通过控制占空比D的大小以改变SCC结构等效电容Ceq的值进而实现对LCL谐振变换器谐振频率的调控实现其恒流输出可控。本发明具有开关损耗小和效率高等优点。
【IPC分类】H02M3-335
【公开号】CN104682712
【申请号】CN201510043390
【发明人】刘俊峰, 曾君, 孙伟华, 李学胜
【申请人】华南理工大学
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年1月28日