LLC諧振變換器的軌跡控制研究

作者：康亞東尹斌孫維廣李尹泉時間：2015-02-11 來源：電子產(chǎn)品世界

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編者按：　　摘要：針對LLC諧振變換器諧振槽有多個諧振元件、工作過程復雜、難以對其實現(xiàn)有效控制的問題,本文提出了一種最優(yōu)軌跡控制方法，根據(jù)變換器的具體諧振過程，給出了其多諧振過程的時域方程，并以此推導出其軌跡方程，繪制了其狀態(tài)軌跡圖，給出了詳細的控制法則。軟件仿真和實驗結果表明系統(tǒng)動態(tài)性能良好，驗證了該控制方法的可行性和有效性。　　引言　　LLC 諧振變換器因可以實現(xiàn)ZVS、開關頻率高、易于集成等優(yōu)點而受到歡迎。但由于其諧振元件較多，對其實現(xiàn)簡單有效的控制依然并不簡單。文獻[1]將變頻控制、滑膜控制和軌跡

　　圖4中以u_CN(I_ln)為坐標軸的圓弧AB，其圓心為(1-U_e-U_in ,0)，半徑為1-U_e-U_cr0/U_in。圓弧AB為式(4)所表示的時段1(t₀-t₁)的諧振模態(tài)以和為狀態(tài)變量的狀態(tài)軌跡。

　　圖4中以u`_CN(i`_LN)為坐標軸的圓弧CD，其圓心為(1,0)，半徑為

　　依同樣的分析方法，可求得下半周期各諧振模態(tài)的時域方程與軌跡方程。

本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/269821.htm

　　2 軌跡控制法則的推導與實現(xiàn)

　　根據(jù)狀態(tài)平面分析方法可知，LLC諧振電路在一個工作周期內，其各諧振模態(tài)所對應的狀態(tài)變量軌跡組成一個閉合的環(huán)，每一個諧振模態(tài)對應其中的一段圓弧。要實現(xiàn)軌跡控制，必須通過控制開關管的導通時刻或者關斷時刻來制定控制法則。為實現(xiàn)兩個不同軌線的工作狀態(tài)轉換，并獲得良好的動態(tài)性能，就必須根據(jù)控制指令計算出最憂的開關管導通或關斷時刻。具體到LLC諧振電路，在CCM模式下，可選擇通過控制開關管的關斷時刻來達到軌跡轉換的目的，例如圖4中軌線W1和W2的開關頻率不同，分別為f_a和f_b。圖4中軌跡轉換的過程分析如下：

　　由軌線W₁轉換到W₂，如果不改變頻率發(fā)出狀態(tài)軌跡轉換控制命令，則軌線的行進過程為ABCDEF，并且，該軌線在經(jīng)過BC與DE兩點時狀態(tài)變量i_LN發(fā)生突變，這是因為該時刻回路諧振元件由2個變成3個，之后又由3個變成2個，狀態(tài)變量對應的坐標軸也相應的由u`_CN(i`_LN)變成u_CN(i_LN)后又變成u`_CN(i`_LN);由軌線W₁轉換到W₂時，如果有狀態(tài)軌跡轉換控制命令改變開關管的關斷時刻，則軌線的行進過程變?yōu)锳BCGHJ，開關管Q1、Q4的關斷時刻相應地由原軌線W₁的D點變?yōu)樾萝壘€W₂的G點，并且反并聯(lián)二極管D2和D3隨之自然導通，到J點時諧振電流下降到零并開始反向，下半周期狀態(tài)變量將繼續(xù)按轉換后的新軌線W₂的軌跡變化。同理可分析圖4中由軌線W₂轉換到W₁的實現(xiàn)過程。