LLC串联谐振拓朴及控制

单击此处编辑母版样式,单击此处编辑幻灯片母版样式,第二层,第三层,第四层,第五层,*,*,LLC串联谐振拓朴及控制,9/13/2024,1,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,9/13/2024,2,主要内容,1 LC串联谐振基本原理介绍,2 LLC串联谐振基本原理介绍,3 LLC串联谐振拓朴实验总结,4 LLC串联谐振控制技术,9/13/2024,3,1 LC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,9/13/2024,4,LC串联谐振变换器,9/13/2024,5,LC串联谐振等效电路模型,9/13/2024,6,LC串联谐振电路电压传输比1,9/13/2024,7,LC串联谐振电路电压传输比2,9/13/2024,8,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,9/13/2024,9,2 LLC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,9/13/2024,10,LLC串联谐振变换器,9/13/2024,11,工作波形,9/13/2024,12,LLC串联谐振电路电压传输比,9/13/2024,13,电压传输比,9/13/2024,14,LLC串联谐振优点,9/13/2024,15,3 LLC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),9/13/2024,16,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,9/13/2024,17,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 f0,2 品质因数 Q,3 电感比率Lr/Lp,4 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,9/13/2024,18,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,9/13/2024,19,谐振器件布局问题,9/13/2024,20,谐振电感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,9/13/2024,21,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,9/13/2024,22,LLC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,9/13/2024,23,空载解决策略及实现方法,采用变频+移相或变频+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11W,160K260K范围进行变频控制,260K以上进行移相控制.,9/13/2024,24,空载解决策略及实现方法,9/13/2024,25,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,9/13/2024,26,实验结果,闭环电路测试结果(见测试报告),9/13/2024,27,