Analytisches Modell zur Beschreibung von LLC-Resonanzwandlern im unterresonanten Betrieb

Das durch Elektrofahrzeuge gegebene Potenzial zur Verringerung verkehrs- und transportbedingter Treibhausgasemissionen ist immens. Um die Langstreckenfähigkeit derartiger Verkehrsmittel zu verbessern, werden Hochleistungsladegeräte benötigt. Letztere müssen gegenüber dem Netz isoliert sein. Eine Wandler-Topologie, mit der es möglich ist, das zu realisieren, und die sich nicht zuletzt aufgrund ihrer hohen Effizienz als vielversprechend herauskristallisiert hat, ist der LLC-Resonanzwandler. Die Analyse sowie das optimale Design dieses Resonanzwandlers sind oft aufwändig und herausfordernd, da die beschreibenden Modelle häufig zu stark vereinfacht sind. Dies führt wiederrum zu großen Abweichungen und erfordert einen mehrstufigen Optimierungsprozess, was zu erheblichem Zeitaufwand im Designprozess führen kann.

Diese Arbeit stellt einen neuartigen analytischen Modellansatz zur Beschreibung des LLC-Wandlers im unterresonanten Betrieb vor. Dies erlaubt eine Modellierung des Wandlers mit minimalem Aufwand. In einem weiten Betriebsbereich ist das Modell in der Lage, eine rein analytische Lösung ohne numerische Iterationen zu liefern. Ein Vergleich der Ergebnisse mit Zeitbereichssimulationen zeigt, dass die relative Abweichung des vorgeschlagenen Modells für einen breiten Bereich von Betriebspunkten weit unter 1% liegt.