新能源储能电池双向CLLLC变换器时域设计

李练兵，谢朋朋，季 亮，李 铎

（河北工业大学 人工智能与数据科学学院，天津300130）

0 引言

隔离型双向直流变压器（BDC）可以实现直流变压、双向能量传输和电气隔离的功能，在电动汽车、可再生能源、直流配电系统、不间断电源系统及电力电子变压器等领域得到了广泛应用[1]～[3]。近年来，双向LLC谐振拓扑结构因为可以满足高开关频率、高功率密度、高电能转换效率以及全负载范围内实现零电压开启/零电流关断（ZVS/ZCS），而受到了广泛关注。

目前，针对双向直流谐振变换器谐振网络参数的研究方法主要依靠工程经验选取，且大多数针对特定工况下设计，存在设计精度低、难度大、结构复杂、整机效率低等问题[4]～[6]。文献[7]采用基波分析法（First Harmonic Approximation，FHA）以最大转化效率为目标对谐振参数进行了优化，虽然保证了变换器转化效率，但是由于变换器谐振腔存在5个谐振元件，加大了变换器参数的设计难度。同时，采用FHA时忽略了高次谐波对谐振电路能量传递的贡献，使得FAH对谐振区域的分析与实际工作过程具有一定的误差。文献[8]给出了一种谐振参数设计方案，可以使变换器在负载范围变化较大时实现变换器的ZVS/ZCS，但是这种方法只能应用于恒定电压输出或电压变化范围较小的场合。文献[9]从额定负载点出发给出了一种参数设计方案，虽然这种方案可以在额定负载下较宽的输出电压范围内实现ZVS/ZCS，但是当负载变化范围较大时，不能保证整流侧二极管的ZCS。

为了降低变换器谐振参数设计的复杂度，本文将CLLLC谐振变换器等效为Type-4型。……