[发明专利]一种LLC类双向有源桥逆变器谐振参数设计方法

权利要求书

1.一种LLC类双向有源桥逆变器谐振参数设计方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：根据设计前提，包括变压器变比n，双向有源桥逆变器输入V_in、输出电压V_out、输出功率P、输入和输出电压允许变化范围α和β，以及励磁电感L_m和谐振电感L_r预期最大变化率τ和谐振电容C_r预期最大变化率η，计算对应的谐振电路品质因数的标准值Q_1R以及电压传输增益表达式，将Q_1R代入电压传输增益表达式中，再根据要求的电压传输增益范围，计算出励磁电感与谐振电感的比值k的选取范围；

步骤2：根据不同励磁电感与谐振电感的比值k，计算对应的谐振参数标准值L_rR，C_rR，L_mR；

步骤3：计算不同励磁电感与谐振电感的比值k的情况下的双向有源桥逆变器输出阻抗Z_out，在谐振参数预期变化范围内选取最大的输出阻抗峰值Z_{out_max}；判断Z_{out_max}数值是否小于负载变换器输入阻抗幅值Z_in，若是，则对应的k值满足级联稳定性条件，稳定性设计过程结束；若否，则选取不同的k值直到Z_{out_max}小于Z_in；

步骤4：根据稳定性设计过程所选择取的k，验证是否可以实现双向有源桥逆变器恒定电压传输增益；若是，则设计过程完成，谐振参数确定为该k值对应的谐振参数标准值；若否，重新选取k重复上述步骤直到验证成功。

2.根据权利要求1所述的一种LLC类双向有源桥逆变器谐振参数设计方法，其特征在于：所述步骤1中，谐振参数预期变化范围，输出、输入电压和电压传输增益允许变化范围为：

L_m∈[(1-τ％)，((1+τ％))]L_mR

L_r∈[(1-τ％)，((1+τ％))]L_rR

C_r∈[(1-η％)，((1+η％))]C_rR

V_in∈[(1-β％)，(1+β％)]V_inR

V_out∈[(1-α％)，(1+α％)]V_outR

M_min＝(1-a％)V_out/[n·(1+β％)]V_in

M_max＝(1+α％)V_out/[n·(1-β％)]V_in

其中，L_rR，C_rR，L_mR被定义为参数L_r，C_r，L_m对应的标准值；τ是电感L_m和L_r预期最大变化率，η是电容C_r预期最大变化率，α、β分别为双向有源桥逆变器输出、输入电压允许变化率，V_in、V_out分别代表输入、输出电压，M是电压传输增益；谐振电路品质因数Q₁，开关频率和谐振角频率之比ω*计算表达式如下，ω_s为开关角频率，R_eq为等效电阻；

由上述公式，电压传输增益表达式推导如下：

其中Q_1R被定义为谐振电路品质因数的标准值，它被表达为：

根据电压传输增益范围要求M_minMM_max，得到励磁电感与谐振电感的比值k的允许范围，也就是得到k的选取范围。

3.根据权利要求1所述的一种LLC类双向有源桥逆变器谐振参数设计方法，其特征在于：所述步骤4中，根据稳定性设计过程中确定的k值，对双向有源桥逆变器恒定电压传输增益变化进行验证，考察在谐振参数预期变化范围内，电压传输增益是否在允许变化范围内。