科创中国
一种基于双变压器的宽增益ZVS混合式直流变换器
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2026-03-20 09:42:44
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 徐景新 | 2026-03-20 09:42:44
本发明公开了一种基于双变压器的宽增益ZVS混合式直流变换器，属于DC/DC直流变换器技术领域，包括一个LLC谐振变换器和一个PWM全桥变换器；所述LLC谐振变换器包括第一全桥逆变器、LLC谐振腔、第一变压器和第一全桥整流器；所述PWM全桥变换器包括第二全桥逆变器、第二变压器和第二全桥整流器；所述LLC谐振变换器和所述PWM全桥变换器原边侧共用一个逆变桥臂，副边侧共用一个整流桥臂。本发明提出的混合式直流变换器能够充分发挥LLC谐振变换器的高效率和PWM变换器的宽输出调节能力的优势，以实现两种变换器的优势互补，使得变换器系统在具有宽增益范围时，能够降低系统的损耗，提高整体效率。
该变换器的核心技术在于“双变压器重构-有源钳位ZVS-混合控制”三位一体架构。两个变压器的原边绕组可配置为串联或并联连接，副边绕组对应重构为倍压或全波整流结构，通过改变绕组连接方式实现多档位电压增益调节。有源钳位电路吸收变压器漏感能量，为主开关创造零电压开通条件，同时将钳位能量回馈至输入或输出。控制策略融合定频PWM与移相控制，根据输入电压自动切换工作模式，确保在全增益范围内所有开关管实现ZVS。磁性元件采用平面集成设计，降低漏感与交流损耗。
该宽增益ZVS直流变换器可广泛应用于燃料电池车DC-DC变换器、光伏系统优化器、储能系统双向变换器及通信电源等领域。特别适用于输入电压宽范围变化且对效率要求严苛的场景，如燃料电池输出宽范围电压的升压变换、光伏组串级优化等。随着氢能与光伏等新能源产业快速发展，对高性能直流变换的需求持续增长。该技术还可拓展至电动汽车车载充电机、工业电源及航空电源等领域，具备广阔的市场前景。
燕山大学源于哈尔滨工业大学，始建于1920年。学校秉承“厚德、博学、求是”的校训，现已发展成为一所以工为主，以重型机械及装备为优势，多学科协调发展的全国重点大学。学校是河北省人民政府、教育部、工业和信息化部、国家国防科技工业局四方共建高校。燕山大学在材料科学与工程、机械工程等学科领域享有盛誉，拥有多个国家级重点实验室和工程技术研究中心。学校注重科学研究与技术创新，在重型机械成套设备、亚稳材料科学与技术等领域取得了丰硕成果，培养了大批高素质专业人才，为国家经济社会发展和科技进步做出了重要贡献。
本成果产生的效益显著。能源效益上，全增益范围内的高效率运行与软开关技术显著降低了功率损耗，提升了系统能效。应用效益上，宽电压增益使变换器可适配更广泛的电源类型与负载需求，简化了系统设计，减少了产品型号数量。经济效益上，通过优化磁性元件利用率与减少散热需求，可降低系统成本与体积。技术效益上，推动了隔离型直流变换器拓扑创新与控制技术的发展。产业层面，增强了我国在新能源汽车及新能源发电核心电力电子装备领域的自主创新能力与国际竞争力。
技术转让，许可，合作所需资金需双方协商，此项技术想尽快落地，希望具备此项技术研发的技术方，能够尽快承接此项目。
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