FP – Ein hybrides Modulationsverfahren für CLLC-Resonanzwandler bei geringer Last für Ladeanwendungen
Der CLLC-Resonanzwandler ist eine beliebte Topologie für DC-Ladeanwendungen. Typischerweise wird die Pulsfrequenzmodulation (PFM) zur Regelung des Lade- und Entladeverhaltens verwendet. Aufgrund der parasitären Kapazitäten von MOSFET steigt bei einer Schaltfrequenzerhöhung die Spannungsverstärkung ab dem Erreichen einer bestimmten Frequenz wieder an. Dieses Phänomen kehrt die Regelrichtung um und macht den Reglerentwurf für Leerlauf- und Schwachlastbedingungen schwierig. Außerdem ist der Wirkungsgrad des auf PFM basierenden Resonanzwandlers im Leerlauf und bei geringer Last aufgrund der lastunabhängigen Verluste bei hoher Schaltfrequenz gering. Bei Batterieanwendungen treten diese Bedingungen nicht nur bei einer vollständig geladenen oder entladenen Batterie auf, sondern auch während des Entladevorgangs, wenn beispielsweise das Energiemanagement eines Gleichstromnetzes einen niedrigen Strom anfordert.
Im Rahmen dieser Arbeit soll ein hybrides Modulationsverfahren für einen bidirektionalen CLLC-Resonanzwandler, bestehend aus PFM und überlagerter Phasenverschiebung, simulativ untersucht werden. Dazu ist zunächst eine genaue Modellierung des Wandlers unter Berücksichtigung parasitärer Elemente erforderlich, um die maximale Schaltfrequenz zu ermitteln, bei der es nicht zu dem erwähnten Spannungsverstärkungsproblem kommt. Es sollen dann Fallstudien durchgeführt werden, um die Vor- und Nachteile des hybriden Modulationsverfahrens gegenüber der PFM herauszuarbeiten.
Bearbeiter: Shi Yin
Betreuer: Xiaotian Yang
Für Studienfächer: EEI
Verantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Martin März