我校信息學(xué)院先進(jìn)電力與能源系統(tǒng)中心(PEARL)王浩宇教授課題組提出了一種新型可重構(gòu)的LLC諧振電路結(jié)構(gòu)，與同類(lèi)型拓?fù)錁?gòu)型相比，該電路可在更窄的開(kāi)關(guān)頻率調(diào)節(jié)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)更寬的電壓輸出范圍，進(jìn)而取得更高的能量轉(zhuǎn)換效率，適用于插電式電動(dòng)車(chē)電池組充電場(chǎng)景。近日，該成果以“A Five-Switch Bridge Based Reconfigurable LLC Converter for Deeply-Depleted PEV Charging Applications” 為題，于電力電子領(lǐng)域頂級(jí)期刊《IEEE Transactions on Power Electronics》（影響因子6.812）上在線(xiàn)發(fā)表。

由于能源危機(jī)與環(huán)境問(wèn)題帶來(lái)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，插電式電動(dòng)車(chē)因其節(jié)能、污染低等優(yōu)點(diǎn)受到越來(lái)越多的關(guān)注。如何針對(duì)電池組的寬電壓范圍實(shí)現(xiàn)高能效車(chē)載充電，是電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)的一個(gè)研究重點(diǎn)。LLC諧振變換器以其轉(zhuǎn)換效率高、功率密度大、和電磁干擾低等優(yōu)點(diǎn)而被用來(lái)作為車(chē)載充電的一個(gè)主流電路。然而傳統(tǒng)LLC諧振電路為了拓寬電壓輸出范圍，需要相應(yīng)地增大開(kāi)關(guān)頻率調(diào)節(jié)范圍。這樣會(huì)增大損耗、降低轉(zhuǎn)換效率，并給電路的參數(shù)設(shè)計(jì)帶來(lái)很大的挑戰(zhàn)。

為了實(shí)現(xiàn)寬電壓范圍下的窄頻率調(diào)節(jié)范圍，PEARL實(shí)驗(yàn)室提出了一種新型可重構(gòu)的原邊橋結(jié)構(gòu)。通過(guò)控制該原邊橋的不同開(kāi)關(guān)處于常通或者常斷狀態(tài)，此可重構(gòu)橋LLC諧振電路可以根據(jù)不同輸出電壓要求工作在調(diào)壓比為1:2:3:4的四種模態(tài)下，即集成半橋、半橋、混合橋和全橋模態(tài)。在四種不同調(diào)壓比模態(tài)的幫助下，需要由頻率調(diào)節(jié)控制的輸出電壓變化范圍的將被大大減小，進(jìn)而同時(shí)實(shí)現(xiàn)了寬輸出電壓范圍和窄頻率調(diào)節(jié)范圍，這有助于整個(gè)電路取得更高的轉(zhuǎn)換效率。

該新型電路拓?fù)湓陔妱?dòng)汽車(chē)、光伏發(fā)電等需要寬調(diào)壓范圍的應(yīng)用場(chǎng)景具備明顯優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，所提出的設(shè)計(jì)思想可以拓展到其它工況變化劇烈的應(yīng)用場(chǎng)景中。

該項(xiàng)工作全部在上科大完成，2016級(jí)碩士研究生李誠(chéng)為第一作者，2018屆碩士畢業(yè)生尚明為第三作者，王浩宇為通訊作者，上科大為第一完成單位。該項(xiàng)研究得到了上科大科研啟動(dòng)基金，國(guó)家自然科學(xué)基金和上海市揚(yáng)帆計(jì)劃的支持。

論文鏈接：https://ieeexplore.ieee.org/document/8486680/

提出的基于可重構(gòu)橋的LLC諧振電路拓?fù)?/p>

電壓增益隨開(kāi)關(guān)頻率變化曲線(xiàn)

模態(tài)切換的示波器波形圖

李誠(chéng)、王浩宇教授（左起）在實(shí)驗(yàn)室