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1、LLC串联谐振拓朴及控制10/5/20211介绍LLC串联谐振拓朴及控制研究背景LLC串联谐振拓朴及控制的预研情况LLC串联谐振电路与移相全桥电路对比10/5/20212主要内容1LC串联谐振基本原理介绍2LLC串联谐振基本原理介绍3LLC串联谐振拓朴实验总结4LLC串联谐振控制技术10/5/202131LC串联谐振基本原理介绍LC串联谐振变换器LC串联谐振等效电路模型LC串联谐振电路电压传输比工作条件10/5/20214LC串联谐振变换器10/5/20215LC串联谐振等效电路模型10/5/20216LC串联谐振电路电压传输比110/5/20217LC串联谐振电路电压传输
2、比210/5/20218工作条件工作频率高于谐振频率原边开关管自然形成ZVS开关付边二极管介于硬关断和ZCS关断之间变压器输出电流为正弦波,无须输出电感存在空载稳压问题10/5/202192LLC串联谐振基本原理介绍LLC串联谐振变换器工作波形LLC串联谐振电路电压传输比工作条件10/5/202110LLC串联谐振变换器10/5/202111工作波形10/5/202112LLC串联谐振电路电压传输比10/5/202113电压传输比10/5/202114LLC串联谐振优点10/5/2021153LLC串联谐振拓朴实验总结1主电路拓朴方案(见电路图)2电路性能指标(见报告)10
3、/5/202116实验问题分析谐振参数的确定与优化输出滤波问题谐振器件布局问题谐振电感的集肤效应和接近效应问题空载问题10/5/202117谐振参数的确定与优化主电路要确定的几个参数1谐振频率f02品质因数Q3电感比率Lr/Lp4变压器匝比N上述几个参数互相影响,要从ZVS条件,频率变化范围,电压额度,导通损耗几个方面考虑折衷10/5/202118输出滤波问题付边存在较大的纹波电流约24A,仅靠高频电容滤波不可取,又会造成电解电容纹波电流太大,可增加一级小的LC滤波器来满足输出电压纹波要求和电容纹波电流要求10/5/202119谐振器件布局问题10/5/202120谐振电感
4、的集肤效应和接近效应问题由于工作频率接近200K,同时谐振电感气隙较长,造成集肤效应和接近效应对电感影响很大解决方法:1采用丝包线绕制2选用Ae大,Aw小的磁芯减少匝数10/5/202121空载问题当轻载时,流过输出二极管电流较小,由于变压器分布电容的影响,造成付边二极管关断,从而使变频调制存在拐点,并不能靠调频来解决;同时,拐点产生与频率无关,只与负载的大小有关,在现有主电路参数条件下,53.5V输出时2A负载以下出现拐点10/5/202122LLC串联谐振控制技术空载解决策略及实现方法环路控制策略及实现方法实验结果10/5/202123空载解决策略及实现方法采用变频+移
5、相或变频+PWM控制策略,解决了空载,限流,短路控制.空载时采用间歇工作方式进一步减小空载损耗,实验空载损耗为11W160K—260K范围进行变频控制,260K以上进行移相控制.10/5/202124空载解决策略及实现方法10/5/202125环路控制策略及实现方法串联谐振电路的传递函数非常复杂,同时不直观,工程化意义不大电压环和电流环采用常用的PI调节器形式,同时电压环与电流环采用并联方式通过仿真方法来初步确定环路参数,再通过环路测试方法进行环路参数优化10/5/202126实验结果闭环电路测试结果(见测试报告)10/5/202127
