一组基于可控开关电容的高频谐振功率变换器

doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2016.08.004

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2016, Vol. 44 ›› Issue (8): 18-25.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2016.08.004

一组基于可控开关电容的高频谐振功率变换器

曾君¹ 孙伟华¹刘俊峰^2†

1．华南理工大学电力学院，广东广州 510640; 2．华南理工大学自动化科学与工程学院，广东广州 510640

收稿日期:2016-02-21 修回日期:2016-04-08 出版日期:2016-08-25 发布日期:2016-07-04
通信作者: 刘俊峰( 1978-) ，男，副教授，主要从事电力电子的控制应用、非线性控制、高频配电系统等的研究． E-mail:aujfliu@scut.edu.cn
作者简介:曾君( 1979-) ，女，副教授，主要从事电力电子、分布式发电的能量管理和智能控制等的研究． E-mail: junzeng@scut． edu． cn
基金资助:
国家自然科学基金资助项目( 61573155) ; 华南理工大学中央高校基本科研业务费重点资助项目( 2015ZZ097) ;华南理工大学中央高校基本科研业务费面上项目( 2015ZM008)

A Set of High-Frequency Resonant Converters with Switch-Controlled Capacitor

ZENG Jun¹SUN Wei-hua¹ LIU Jun-feng²

1.School of Electric Power,South China University of Technology,Guangzhou 510640,Guangdong,China; 2.School of Automation Science and Engineering,South China University of Technology,Guangzhou 510640,Guangdong,China

Received:2016-02-21 Revised:2016-04-08 Online:2016-08-25 Published:2016-07-04
Contact: 刘俊峰( 1978-) ，男，副教授，主要从事电力电子的控制应用、非线性控制、高频配电系统等的研究． E-mail:aujfliu@scut.edu.cn
About author:曾君( 1979-) ，女，副教授，主要从事电力电子、分布式发电的能量管理和智能控制等的研究． E-mail: junzeng@scut． edu． cn
Supported by:
Supported by the National Natural Science Foundation of China( 61573155)

摘要/Abstract

摘要： 变频控制是谐振功率变换器常用的调控手段，但是宽范围变化的工作频率会降低磁性元器件的性能且增加设计复杂性．文中提出一组基于可控开关电容( SCC) 控制的谐振功率变换器，通过改变谐振回路的等效电容可以在恒定工作频率下完成谐振变换器的输出调控．对各种不同SCC 拓扑进行了分析比较，论证了所提出SCC 结构的优越性．然后枚举了SCC 结构在二阶和三阶谐振变换器中的应用，并详细分析了一种基于半桥移相控制的SCC-LCL-T 型谐振变换器的工作特性．最后，通过仿真和实验验证了所提出的SCC 结构应用于谐振变换器拓扑的有效性和可行性．

关键词: 谐振变换器, 全波型SCC, 移相控制, ZVS 软开关, SCC-LCL-T 谐振变换器

Abstract: At present,the most effective control of resonant converters is the frequency modulation,but the wide variation range of working frequencies can reduce the performance of magnetic components and increase the design complexity.In this paper,a set of resonant converters based on controllable switched capacitors ( SCC) is proposed,which can effectively control the output of resonant converters at a constant frequency by adjusting the equivalent capacitance of resonant tanks.The superiority of the proposed SCC structure is demonstrated by analyzing and comparing different SCC topologies.Then,second-order and third-order resonant converters are combined with the proposed SCC structure,and the characteristic of a new SCC-LCL-T resonant converter topology based on the half-bridge phase-shift control is discussed in detail.Finally,the feasibility and effectiveness of the proposed SCC structure are verified by simulation and experiments.

Key words: resonant converter, full-wave SCC, phase shift control, ZVS soft switch, SCC-LCL-T resonant converter

曾君孙伟华刘俊峰. 一组基于可控开关电容的高频谐振功率变换器[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2016, 44(8): 18-25.

ZENG Jun SUN Wei-hua LIU Jun-feng. A Set of High-Frequency Resonant Converters with Switch-Controlled Capacitor[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2016, 44(8): 18-25.

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一组基于可控开关电容的高频谐振功率变换器

A Set of High-Frequency Resonant Converters with Switch-Controlled Capacitor

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