谐振电容电压控制LLC谐振变换器分析与设计.pdf

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1、第50卷第9期电力电子技术V01．50．No．92016年9月PowerElectronicsSeptember2016谐振电容电压控制LLC谐振变换器分析与设计姜龙飞．高建龙(西南交通大学，电气工程学院，磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室，g~)ll成都610031)摘要：针对电压型控制LLC谐振变换器动态响应速度较慢的缺点，研究了谐振电容电压控制LLC谐振变换器。与电压型控制LLC谐振变换器相比，该控制无需压控振荡器和电流采样模块，简化了控制回路，减小了变换器整体体积，提高了动态响应速度。详细分析了该控制的工作原理与关键参数设计，最后通过实验与电压型控制进行对比．验证了谐

2、振电容电压控制LLC谐振变换器具有更快的动态响应速度。关键词：变换器；谐振电容；电压型控制中图分类号：TM46文献标识码：A。文章编号：1000—100X(2016)09-0048一o3AnalysisandDesignofResonantCapacitorVoltageControlledLLCResonantConverterJIANGLong—fei，GAOJian-long(KeyLaboratoryofMagneticSuspensionTechnologyandMaglevVehicle，Min~tryofEducation，SouthwestJiaotongUn

3、we~，Chengdu610031，China)Abstract：Duetothepoordynamicresponseofvoltagecon~oHedLLCresonantconve~er，resonantcapacitorvoltagecontrolledLLCresonantconverterisstudied．ComparedwithvoltagecontrolledLLCresonantconverter，thiscontrolel—iminatesosciHatorandcurrentsamplingmodule，simplifiesthecontrolloop

4、，reducestheoverallvolumeofconverter，andimprovesthedynamicresponse．Theworkingprincipleandcriticaldesignparametersofthiscontrolisanalyzedindetail，andcomparedwiththevoltagecontrol，theexperimentsverifythatresonantcapacitorvoltagecontrolledLLCresonantconverterhasfasterdynamicresponsespeed．Keywor

5、ds：converter；resonantcapacitor；voltagecontrol1引言2LLC谐振变换器LLCi~振变换器结构简单，能在宽输入全负载图1a示出LLC谐振变换器主电路，其中，开范围内实现开关管的零电压导通(zvs)和整流二关管v，v组成半桥结构，谐振网络由电容和极管的零电流关断(zcs)，降低了开关损耗，而且电感及励磁电感组成，次级采用中心抽头式可利用变压器漏感作为谐振电感．减小了变换器整流输出，C0为输出滤波电容，R。为等效负载电体积，成为目前最受关注的谐振变换器【11。阻。其谐振网络的等效电路如图1b所示，采用基此处给出了LLC谐振变换器的主电路，

6、通过波近似分析法(FHA)分析得到LLC谐振网络的交对主电路的分析发现谐振网络中谐振电容的电压流增益为：变化可以反映谐振电流的变化，相比文献【2】提出(-，k，Q)={【1+～一(蹙)】+Q()。}(1)的平均电流型控制，谐振电容电压控制LLC谐振式中：．为串联谐振频率=l／(2"rrx／LE,Ec,一)；为特征阻变换器无需压控振荡器。通过一个简单的电容分抗，Zo=V'L~C；Q为品质因数，Q=ZJR，R为输出负载R。压网络来替代电流采样模块，减少了变换器整体折算到变压器初级得到的交流等效阻抗；k为电感比，k=Lm／L；为归一化频率，为开关频率。的体积，简化了控制环路。研究了

7、谐振电容电压控制LLC谐振变换器，给出了该控制的工作原理与关键参数设计．最后通过实验与电压型控制对比，验证其具有更快的动态响应速度。豁圆定稿日期：2016—02—26(a)LLCi~振变换器(b)等效电路作者简介：姜龙飞(1989-)，男，山东烟台人，硕士研究生，图1LLC谐振变换器及其等效电路研究方向为软开关技术、电力电子调制与控制技术等。Fig．1LLCresonantconverter＆itsequivalentcircuit48谐振电容电压控制Ⅱ谐振变换器分析与设计由式(1)可得LLC谐振变换器