CN116365832A - Llc电路的调节方法、装置、终端及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种LLC控制电路的调节方法、装置、终端及存储介质。该方法包括：获取设置有LLC变换器的设备的参考电压和输出电压；根据所述参考电压和所述输出电压，计算电压误差；根据所述电压误差，计算经闭环控制器控制后的所述设备的工作频率。本发明能够解决了现有技术中由于LLC电路的输出电压动态时容易进入容性区的问题，以及解决了现有技术中PI调节无法满足不同电压的动态性能指标的问题。
Description
技术领域
本发明涉及LLC的控制技术领域，尤其涉及一种LLC电路的调节方法、装置、终端及存储介质。
背景技术
LLC谐振变换器是一种通过控制开关频率来实现输出增益调节的变换器，多相交错并联LLC电路不仅可以提高电源的输出容量，还能有效降低输入、输出纹波电流，减少输入、输出滤波电容数量，既提高了电源的功率密度，也降低了硬件成本。只有保证各相LLC严格错并联才能有效减小输入和输出的纹波电流，因此交错并联的各相LLC的主开关管工作频率必须保持一致。
LLC电路在工作时有一个感性区和容性区的分界频率，分界频率大小与LLC电路的输出电压和谐振参数相关，在输出电压一定的情况下，保证LLC电路的最低工作频率不低于分界频率，就可以避免LLC电路工作在容性区。LLC电路常用的控制算法包括PI和PID，随着充电模块功率等级越来越大，充电模块的恒功率范围越来越宽，例如250V-1000V的恒功率区域，对应的工作频率越来越大，LLC电路在动态时，一旦LLC电路的工作频率低于分界频率就会由感性区直接进入容性区。常用的控制算法简答，但是适应性差，无法满足各个电压点的动态性能指标；若控制算法比较复杂，则会加大调试的难度。
发明内容
本发明实施例提供了一种LLC控制电路的调节方法、装置、终端及存储介质，以解决现有技术中LLC控制电路的控制算法适应性差，导致容易进入容性区或算法复杂导致加大调试难度的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种LLC控制电路的调节方法，包括：
获取设置有LLC变换器的设备的参考电压和输出电压；
根据所述参考电压和所述输出电压，计算电压误差；
根据所述电压误差，计算经闭环控制器控制后的所述设备的工作频率。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述电压误差，计算经闭环控制器控制后的所述设备的工作频率，包括：
根据所述电压误差，计算经PI控制器控制后的输出频率；
根据所述输出频率和预设频率范围，确定所述设备的工作频率。
在一种可能的实现方式中，在所述根据所述输出频率和预设频率范围，确定所述设备的工作频率之前，还包括：
通过仿真模型，获取LLC电路的不同输出电压；
根据所述不同输出电压，确定LLC电路不同工况对应的频率；
根据不同工况对应的频率，确定频率范围；
根据所述不同输出电压和对应的频率范围，确定电压-频率范围对应关系表。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述输出频率和预设频率范围，确定所述设备的工作频率，包括：
根据所述输出电压，在所述电压-频率范围对应关系表中确定对应的目标频率范围；
根据所述输出频率和所述目标频率范围，确定所述设备的工作频率。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述输出频率和所述目标频率范围，确定所述设备的工作频率，包括：
当所述输出频率在所述目标频率范围内时，确定所述设备的工作频率为所述输出频率；
当所述输出频率不在所述目标频率范围内时，确定所述设备的工作频率为所述目标频率范围内的最大频率或者最小频率。
在一种可能的实现方式中，当所述输出频率不在所述目标频率范围内时，确定所述设备的工作频率为所述目标频率范围内的最大频率或者最小频率，包括：
当所述输出频率小于所述目标频率范围内的最小频率时，确定所述设备的工作频率为所述目标频率范围内的最小频率；
当所述输出频率大于所述目标频率范围内的最大频率时，确定所述设备的工作频率为所述目标频率范围内的最大频率。
第二方面，本发明实施例提供了一种LLC控制电路的调节装置，包括：
获取模块，用于获取设置有LLC变换器的设备的参考电压和输出电压；
计算模块，用于根据所述参考电压和所述输出电压，计算电压误差；
处理模块，用于根据所述电压误差，计算经闭环控制器控制后的所述设备的工作频率。
在一种可能的实现方式中，所述处理模块用于：
根据所述电压误差，计算经PI控制器控制后的输出频率；
根据所述输出频率和预设频率范围，确定所述设备的工作频率。
第三方面，本发明实施例提供了一种终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述的LLC控制电路的调节方法的步骤。
第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述的LLC控制电路的调节方法的步骤。
本发明实施例提供一种LLC控制电路的调节方法、装置、终端及存储介质，通过获取设置有LLC变换器的设备的参考电压和输出电压；根据参考电压和输出电压，计算电压误差；根据电压误差，计算经闭环控制器控制后的设备的工作频率。通过控制PI控制器的输出频率，从而将LLC电路的工作频率控制在一定的频率范围内，使得PI控制器的输出频率不会超出LLC电路的输出电压对应的频率范围，从而解决了现有技术中由于LLC电路的输出电压动态时容易进入容性区的问题，以及解决了现有技术中PI调节无法满足不同电压的动态性能指标的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的LLC控制电路的调节方法的实现流程图；
图2是本发明另一实施例提供的LLC控制电路的调节的示意图；
图3是本发明实施例提供的LLC控制电路的调节装置的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的终端的示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图通过具体实施例来进行说明。
图1为本发明实施例提供的一种LLC控制电路的调节方法的实现流程图，详述如下：
步骤101，获取设置有LLC变换器的设备的参考电压和输出电压。
在本实施例中，充电模块由PFC电路和LLC电路组成，其中PFC电路实现AC转DC，DC输入LLC电路中，LLC电路实现DC-DC的宽范围恒功率区，LLC电路采用闭环控制器进行调节，这里闭环控制器可以为PI控制器或PID控制器，在本实施例中，以PI控制器为例进行描述。
可选的，设置有LLC变换器的设备可以为上述的充电模块，也可以为其他设备，在本实施例中不进行限定。参见图2所示，为设备输入电压Ui后，采集设备的输出电压。参考电压为系统设置的电压点，为一固定电压。输出电压可以通过实时采集获得。
步骤102，根据参考电压和输出电压，计算电压误差。
可选的，计算参考电压与输出电压的差值，得到电压误差。
可选的，本步骤根据eN＝Uref-UN，计算电压偏差；其中，eN表示当前获取的是第N次的电压偏差，Uref表示参考电压，UN表示输出电压。
步骤103，根据电压误差，计算经闭环控制器控制后的设备的工作频率。
可选的，闭环控制器为可以控制设备的工作频率的任何控制器，不同的闭环控制器可以通过不同的闭环控制原理计算设备的工作频率。如图2所示，设备与PI控制器连接，PI控制器可以控制设备的工作频率，需要说明的是，不同的控制器采用不同的控制原理，不同的控制原理计算设备工作频率的公式可能不同，本实施例采用PI控制器进行说明。
可选的，根据电压误差，计算经闭环控制器控制后的设备的工作频率，可以包括：
根据电压误差，计算经PI控制器控制后的输出频率；
根据输出频率和预设频率范围，确定设备的工作频率。
可选的，闭环控制器的输入输出可以理解为没有单位的数值，该数值与设备的工作频率是一一对应的关系，所以可以根据电压偏差、闭环控制器的比例系数以及闭环控制器的积分系数得到设备的工作频率，以及后续可以通过调节电压偏差调节设备的工作频率，以便找到设备的最佳工作频率。
但是在本实施例中，我们不直接输出PI控制器控制后的输出频率，而是对输出频率进行调节后再输出，参见图2，以便得到的设备的工作频率不会让LLC电路满载时动态过冲，或容易工作在容性区。需要说明的是，我们不改变PI控制器的原本的控制方法，而是在PI控制器的输出频率上进行修正，使得操作简单，且效果明显。
上述预设频率范围可以通过仿真确定，仿真模拟充电模块工作在不同工况，这里不同工况可以指LLC电路的带载情况不同，例如空载、满载等。可选的，在根据输出频率和预设频率范围，确定设备的工作频率之前，还可以包括：
通过仿真模型，获取LLC电路的不同输出电压；
根据不同输出电压，确定LLC电路不同工况对应的频率；
根据不同工况对应的频率，确定频率范围；
根据不同输出电压和对应的频率范围，确定电压-频率范围对应关系表。
通过上述电压-频率范围对应关系表的确定，可以根据LLC电路的输出电压将频率分段，明确给出PI控制器的调节范围，限制了LLC电路不同工况时的最大带载能力，防止使PI调节有过多的超调情况，且在PFC工况较差时，由于最低频率的限制，LLC电路也不会进入容性区。
可选的，根据输出频率和预设频率范围，确定设备的工作频率，可以包括：
根据输出电压，在电压-频率范围对应关系表中确定对应的目标频率范围；
根据输出频率和目标频率范围，确定设备的工作频率。
可选的，根据输出频率和目标频率范围，确定设备的工作频率，包括：
当输出频率在目标频率范围内时，确定设备的工作频率为输出频率；
当输出频率不在目标频率范围内时，确定设备的工作频率为目标频率范围内的最大频率或者最小频率。
可选的，当输出频率不在目标频率范围内时，确定设备的工作频率为目标频率范围内的最大频率或者最小频率，包括：
当输出频率小于目标频率范围内的最小频率时，确定设备的工作频率为目标频率范围内的最小频率；
当输出频率大于目标频率范围内的最大频率时，确定设备的工作频率为目标频率范围内的最大频率。
综上，我们将PI控制器的输出频率，根据LLC电路的输出电压控制在一定的频率范围内，使得PI控制器的输出频率不会超出LLC电路的输出电压对应的频率范围，从而解决了现有技术中由于LLC电路的输出电压动态时容易进入容性区的问题，以及解决了现有技术中PI调节无法满足不同电压的动态性能指标的问题。
可选的，PI控制器的输出频率对应的公式可以为
其中，fN表示当前获取的是PI控制器的第N次的输出频率，P表示控制器的比例系数，I表示控制器的积分系数。
需要说明的是，每个调节周期，PI控制器都按照上述方式进行调节，使得每次设备的工作频率均不会超出对应的范围。
本发明实施例通过获取设置有LLC变换器的设备的参考电压和输出电压；根据参考电压和输出电压，计算电压误差；根据电压误差，计算经闭环控制器控制后的设备的工作频率。通过控制PI控制器的输出频率，根据LLC电路的输出电压控制在一定的频率范围内，使得PI控制器的输出频率不会超出LLC电路的输出电压对应的频率范围，从而解决了现有技术中由于LLC电路的输出电压动态时容易进入容性区的问题，以及解决了现有技术中PI调节无法满足不同电压的动态性能指标的问题。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
以下为本发明的装置实施例，对于其中未详尽描述的细节，可以参考上述对应的方法实施例。
图3示出了本发明实施例提供的LLC控制电路的调节装置的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
如图3所示，LLC控制电路的调节装置3包括：获取模块31、计算模块32和处理模块33。
获取模块31，用于获取设置有LLC变换器的设备的参考电压和输出电压；
计算模块32，用于根据参考电压和输出电压，计算电压误差；
处理模块33，用于根据电压误差，计算经闭环控制器控制后的设备的工作频率。
在一实施例种，处理模块33用于：
根据电压误差，计算经PI控制器控制后的输出频率；
根据输出频率和预设频率范围，确定设备的工作频率。
在一实施例种，处理模块33根据输出频率和预设频率范围，确定设备的工作频率之前，还用于：
通过仿真模型，获取LLC电路的不同输出电压；
根据不同输出电压，确定LLC电路不同工况对应的频率；
根据不同工况对应的频率，确定频率范围；
根据不同输出电压和对应的频率范围，确定电压-频率范围对应关系表。
在一实施例种，处理模块33根据输出频率和预设频率范围，确定设备的工作频率时，用于：
根据输出电压，在电压-频率范围对应关系表中确定对应的目标频率范围；
根据输出频率和目标频率范围，确定设备的工作频率。
在一实施例种，处理模块33根据输出频率和目标频率范围，确定设备的工作频率时，用于：
当输出频率在目标频率范围内时，确定设备的工作频率为输出频率；
当输出频率不在目标频率范围内时，确定设备的工作频率为目标频率范围内的最大频率或者最小频率。
在一实施例种，处理模块33当输出频率不在目标频率范围内时，确定设备的工作频率为目标频率范围内的最大频率或者最小频率时，用于：
当输出频率小于目标频率范围内的最小频率时，确定设备的工作频率为目标频率范围内的最小频率；
当输出频率大于目标频率范围内的最大频率时，确定设备的工作频率为目标频率范围内的最大频率。
上述LLC控制电路的调节装置，通过获取模块获取设置有LLC变换器的设备的参考电压和输出电压；根据参考电压和输出电压，计算模块计算电压误差；根据电压误差，处理模块计算经闭环控制器控制后的设备的工作频率。通过控制PI控制器的输出频率，根据LLC电路的输出电压控制在一定的频率范围内，使得PI控制器的输出频率不会超出LLC电路的输出电压对应的频率范围，从而解决了现有技术中由于LLC电路的输出电压动态时容易进入容性区的问题，以及解决了现有技术中PI调节无法满足不同电压的动态性能指标的问题。
图4是本发明实施例提供的终端的示意图。如图4所示，该实施例的终端4包括：处理器40、存储器41以及存储在所述存储器41中并可在所述处理器40上运行的计算机程序42。所述处理器40执行所述计算机程序42时实现上述各个LLC控制电路的调节方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤101至步骤103。或者，所述处理器40执行所述计算机程序42时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图3所示模块/单元31至33的功能。
示例性的，所述计算机程序42可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器41中，并由所述处理器40执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序42在所述终端4中的执行过程。例如，所述计算机程序42可以被分割成图3所示的模块/单元31至33。
所述终端4可包括，但不仅限于，处理器40、存储器41。本领域技术人员可以理解，图4仅仅是终端4的示例，并不构成对终端4的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器40可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器41可以是所述终端4的内部存储单元，例如终端4的硬盘或内存。所述存储器41也可以是所述终端4的外部存储设备，例如所述终端4上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器41还可以既包括所述终端4的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器41用于存储所述计算机程序以及所述终端所需的其他程序和数据。所述存储器41还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个LLC控制电路的调节方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种LLC控制电路的调节方法，其特征在于，包括：
获取设置有LLC变换器的设备的参考电压和输出电压；
根据所述参考电压和所述输出电压，计算电压误差；
根据所述电压误差，计算经闭环控制器控制后的所述设备的工作频率。
2.根据权利要求1所述的LLC控制电路的调节方法，其特征在于，所述根据所述电压误差，计算经闭环控制器控制后的所述设备的工作频率，包括：
根据所述电压误差，计算经PI控制器控制后的输出频率；
根据所述输出频率和预设频率范围，确定所述设备的工作频率。
3.根据权利要求2所述的LLC控制电路的调节方法，其特征在于，在所述根据所述输出频率和预设频率范围，确定所述设备的工作频率之前，还包括：
通过仿真模型，获取LLC电路的不同输出电压；
根据所述不同输出电压，确定LLC电路不同工况对应的频率；
根据不同工况对应的频率，确定频率范围；
根据所述不同输出电压和对应的频率范围，确定电压-频率范围对应关系表。
4.根据权利要求3所述的LLC控制电路的调节方法，其特征在于，所述根据所述输出频率和预设频率范围，确定所述设备的工作频率，包括：
根据所述输出电压，在所述电压-频率范围对应关系表中确定对应的目标频率范围；
根据所述输出频率和所述目标频率范围，确定所述设备的工作频率。
5.根据权利要求4所述的LLC控制电路的调节方法，其特征在于，所述根据所述输出频率和所述目标频率范围，确定所述设备的工作频率，包括：
当所述输出频率在所述目标频率范围内时，确定所述设备的工作频率为所述输出频率；
当所述输出频率不在所述目标频率范围内时，确定所述设备的工作频率为所述目标频率范围内的最大频率或者最小频率。
6.根据权利要求5所述的LLC控制电路的调节方法，其特征在于，当所述输出频率不在所述目标频率范围内时，确定所述设备的工作频率为所述目标频率范围内的最大频率或者最小频率，包括：
当所述输出频率小于所述目标频率范围内的最小频率时，确定所述设备的工作频率为所述目标频率范围内的最小频率；
当所述输出频率大于所述目标频率范围内的最大频率时，确定所述设备的工作频率为所述目标频率范围内的最大频率。
7.一种LLC控制电路的调节装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取设置有LLC变换器的设备的参考电压和输出电压；
计算模块，用于根据所述参考电压和所述输出电压，计算电压误差；
处理模块，用于根据所述电压误差，计算经闭环控制器控制后的所述设备的工作频率。
8.根据权利要求7所述的LLC控制电路的调节装置，其特征在于，所述处理模块用于：
根据所述电压误差，计算经PI控制器控制后的输出频率；
根据所述输出频率和预设频率范围，确定所述设备的工作频率。
9.一种终端，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于调用并运行所述存储器中存储的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上的权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上的权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118554773A (zh) * | 2024-07-30 | 2024-08-27 | 西安图为电气技术有限公司 | 双向llc谐振变换器的软启动控制方法及存储介质 |
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2023
- 2023-04-21 CN CN202310436257.0A patent/CN116365832A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118554773A (zh) * | 2024-07-30 | 2024-08-27 | 西安图为电气技术有限公司 | 双向llc谐振变换器的软启动控制方法及存储介质 |
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