Frequency Domain Modelling & Design of an LCC Resonant Converter with Capacitive Output Filter
Notice bibliographique
Résumé
Resonant DC-DC converters have been widely discussed with one of the most popular being the LCC topology. It’s application towards low to high voltage converters warrants the use of a capacitive output filter to limit the voltage stress on the rectifier. Designs with a high quality factor (Q) suffer from large resonant component sizes and stresses leading to power losses in the magnetic components. It is then desirable to design a low Q converter to minimize these stresses for compactness and efficiency. Previous time domain analysis shows the converter predominantly operates in one mode so a frequency domain analysis was possible. Due to the voltage charging and clamping action of the parallel resonant capacitor as a result of the capacitive output filter, enhanced fundamental harmonic approximation (FHA) models were used to analyze this topology. These were accurate for high Q designs with approximately sinusoidal waveforms but degraded for light load, low Q conditions. In this thesis, a frequency domain model considering higher order harmonics is presented for the LCC resonant converter with a capacitive output filter. This general model applies to the study of the converter under variable frequency and phase shift modulation control techniques. Converter characteristics can be studied using the provided generalized curves of voltage gain (Vo / Vi), phase shift (ϕ), and non-conduction angle (θ). Using the nth harmonic equivalent circuit, steady state performance is easily obtained. The model is verified against a 380V, 250W experimental prototype with 22-44V input and the commercial simulation software PSIM. A simple design procedure is detailed focusing on low Q designs helping minimize the stress and size of the resonant components. An optimal parallel to series capacitance ratio (k) and Q selection helps reduce conduction and magnetic losses of the converter.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,006 | 0,002 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».