宽输入条件下全桥LLC变换器的混合控制策略研究.pdf

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1、违馋电淙梭】I：兰旦箜堂箜兰塑TelecomPowerTechnologyJuly25，2014，Vo1．31No．4文章编号：1009—3664(2014)04—0005—04宽输入条件下全桥LLC变换器的混合控制策略研究盛双，王润新(上海海事大学物流工程学院，上海201306)摘要：文中详细分析了全桥型LLC变换器在三种工作模式下的状态轨迹特征，提出了一种宽输入条件下改进的最优轨迹控制策略，并讨论了电路参数选择对控制策略适用性的影响。仿真结果证明了所提策略的有效性。关键词：全桥LLC谐振变换器；宽输入；最优轨迹控制中图分类号：TM46文献标识码：AResearc

2、hesonHybridControlStrategyoftheFullBridgeLLCResonantConverterunderWideInputConditionsSHENGShuang，WANGRun-xin(LogisticsEngineeringCollege，ShanghaiMaritimeUniversity，Shanghai201306，China)Abstract：AnimprovedoptimalcontrolstrategyoffullbridgeLLCresonantconverterunderwideinputisproposedbyan

3、alyzingthestatetrajectoriesunderthreeoperationalmodes．Theinfluenceofcircuitparametersontheapplicabilityofthecontrolstrategyisdiscussedindetails．Thesimulationresultsverifiedthefeasibilityoftheproposedcontrolstrategy．Keywords：fullbridgeLLCresonantconverter；widerangeinput；optimaltrajector

4、y次侧漏感L作为谐振电感。不考虑电路损耗，且假0引言设输出电容C足够大使得输出电压恒可保持恒LLC串联谐振变换器相比PWM变换器有很多定。优点，在LED照明、通信电源、新能源电能变换等领域被广泛使用[1]。与半桥型相比，全桥型LLC变换器变换相同功率时开关管电流应力更低，因而在中、大功率场合应用更广l2j。在现有的LLC变换器研究方法中，扩展描述函数法、虚拟网络分析仪、基波分析法[3]等理论较复杂且设计出的控制器仅能应用于特定的工作点附近。针对变图1全桥型LLC变换器主电路换器的大信号动态行为，基于状态平面图的最优轨迹LLC变换器的谐振频率：fr=1／(27vv／L

5、E7~7kG)和控制方法可以获得较好的控制效果_4]。文献E5-1提出fm=1／(2~v厂)，变换器可工作在fmfY模式o杂度，但所提方法只对输入电压恒定、开关频率在谐振-厂m<_厂s<时，变换器的一个开关周期分为四个频率附近的情况进行了讨论。变换器在宽输入电压条件下的行为特性及控制方法尚需进一步研究。模态，时域波形和稳态状态轨迹如图2所示。本文将根据宽输入条件下l_6]时域增益曲线的性质M1M2M3M4VCr／讨论变换器参数选取原则，并在此基础上通过优化负一载变化时状态轨迹的迁移路径提出一种

6、能适应宽输入要求的最优轨迹控制策略。

7、_—?『＼1全桥LLC变换器的状态平面分析—／tIt2t3t4ts(a)时域波形(b)稳态‰状态轨迹图1所示为全桥型LLC串联型谐振变换器主电路，C是谐振电容，Lm是变压器励磁电感，变压器一图2<，s<，r时变换器模态图模态1：谐振电容和谐振电感参与谐振，励磁电感收稿日期：2014—03—31作者简介：盛双(1989一)，男，安徽淮南人，硕士研究生，研究被输出电压箝位，谐振槽端电压为U。一nUo。电路的方向为电力电子系统建模与控制。状态方程经标准化处理，得到状态轨迹方程：iuK+王润新，男，博士，讲师，硕士生导师，研究方向为电力

8、电子技-术。VcrN一(1一nUON)]=iclKI)N+Vcr0N一(1一咒L7_0N)]·5·通镌电．潦技术2014年7月25日第31卷第4期TelecomPowerTechnologyJuly25，2014，Vo1．31No．4下角标N表示标准化后的量，状态平面图的横轴为圆弧半径．0=I一／Ui，由前分析可知模态2、U，纵轴为IKN，状态轨迹是以(1一nUoN，0)为圆心模态4励磁电感电流等于谐振电流且近似不变，即的圆弧，半径p取决于初始状态。模态2：谐振电容、谐振电感和励磁电感参与谐■警振，谐振槽端电压为U。实际电路中的励磁电感远大于谐振电感，可以认为励