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电子信息技术

需求描述

一、需求背景

双向有源桥逆变器的应用愈加广泛，它可以实现电能的双向传输，并且它与其他的电能变换器相比具有明显的优势，LLC谐振双向有源桥逆变器由于其突出的高性能低成本而被广泛应用，但在实际应用中, 环境的温度变化或是厂家的生产误差等都会导致谐振参数偏移标准值，从而导致电压传输增益无法达到预期要求，而稳定的电压传输增益是评价双向有源桥逆变器性能的重要指标之一。在与负载变换器级联时，由于阻抗相互影响会引发级联不稳定问题，此时双向有源桥逆变器直流输出电压会发生大范围波动，严重影响电能质量，为了兼顾双向有源桥逆变器的稳定电压传输增益和其在级联系统中的稳定性两方面性能要求，研发一种LLC类双向有源桥逆变器谐振参数设计，对应的技术课题包括：LLC双向充电拓扑结构、电路实现和控制算法等。

二、服务内容

便携式储能电源行业市场规模已由 2016 年的 0.6 亿元快速提升至 2020 年的到 42.6 亿元，年均复合增速高达 190.28%，预计到 2026 年市场规模将达到 882.3 亿元人民币，年均复合增速还将维持 65.72%。

目前国内便携式储能电源渗透率偏低，户外运动场景渗透率仅2.3%，家庭应急场景渗透率仅 3.0%，未来提升空间巨大。随着终端市场需求的释放，也势必会带动上游的逆变器、主控芯片等相关产品出货量的增长。

海外家储需求爆发,“海外家用储能需求旺盛，欧洲、非洲占比超 60%，其次是澳洲、北美、日本、东南亚市场, 前市场整体需求与规模都在增长, 由于欧洲、北美等区域能源电力价格飙涨，以及非洲等国家或区域电力价格高昂且稳定性差，东南亚部分地区因为岛屿地形，电网建设成本导致高价电费，家用光伏+储能的应用可提高电力自发自用水平，延缓和降低电价上涨带来的风险，同时获得稳定的电力支持，因而需求快速拉升。预计，2021-2025年海外家庭新增储能增速维持在60%以上。

三、服务要求

实现在预期谐振参数偏移范围内稳定的电压传输增益以及在与负载变换器级联时避免直流输出电压不稳定现象；为LLC类双向有源桥逆变器谐振参数提供简单可循的设计步骤，简化设计过程：

1)实现在预期谐振参数偏移范围内双向有源桥逆变器保持稳定的电压传输增益。

2)实现双向有源桥逆变器在与负载变换器级联时保持级联系统稳定，实现双向有源桥逆变器稳定的直流输出电压。

3)LLC类双向有源桥逆变器输出阻抗峰值公式用于辅助判定级联系统稳定性。

4)输入电压范围不宽的定频控制LLC。

由于LLC串联谐振变换器在宽电压输入下应该具有小的励磁电感来获得高的电压增益，因此造成了原边严重的导通损耗。而变频控制为了覆盖宽范围输入，工作频率范围较宽，不利于磁性组件的设计。

通过对LLC拓扑的原理和特性进行分析，对主电路进行优化设计，使其能够在工作电压和全负载范围内实现所有开关管的零电压开关且开关管的电压应力能降到最低。采用定频移相控制可以在不降低频率的情况下获得高的直流电压增益。

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