间接矩阵谐振型电力电子变压器高频环节特性分析与开关频率设计方法

作     者：赵聪 胡钰杰 胡洋 高范强 徐飞 李子欣 ZHAO Cong;HU Yujie;HU Yang;GAO Fanqiang;XU Fei;LI Zixin

作者机构：高密度电磁动力与系统全国重点实验室北京市海淀区100190 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院安徽省合肥市230601 国网北京市电力公司北京市西城区100031 

出 版 物：《中国电机工程学报》 (PROCEEDINGS OF THE CHINESE SOCIETY FOR ELECTRICAL ENGINEERING)

年 卷 期：2025年第45卷第2期

页      面：704-713,I0025页

核心收录：

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52007180) 中国科学院前瞻战略科技先导专项资助(XDA0400000) 中国科学院青年创新促进会(2022137) 

主　　题：间接矩阵谐振型电力电子变压器 串联谐振直流变换器 高频链路 软开关 开关频率设计 

摘      要：串联谐振型直流变换器(series-resonant DC-DC converter,SRC)是电力电子变压器的核心元件,但电容等储能元件体积大是制约电力电子变压器功率密度提高的重要因素之一,为此应尽量减小电容等无源元件体积。然而,当SRC直流侧电容减小,尤其是与谐振电容基本相当时,其高频环节电流特性与传统的直流电容较大的SRC存在很大不同。为解决上述问题,该文对比分析半桥型SRC、全桥型SRC和半桥全桥混合的SRC(混合型SRC)在不同直流电容与谐振电容比值情况下的高频环节电流特性,求解得到实现软开关时3种典型SRC开关频率设计应满足的超越方程,进一步得到其开关频率与谐振频率比值解析表达式,据此提出3种SRC高频环节开关频率设计方法。最后,通过实验验证高频环节特性分析正确性和所提出的开关频率设计方法有效性。