基于LLC谐振变换器的四脉冲ZVS间歇控制方法

由于LLC(谐振变换器电路中的谐振电感L_(r)、励磁电感L_(m)、谐振电容C_(r),统称LLC)谐振变换器在DC-DC变换中具有良好的特性,但在间歇控制模式下,仍存在每个控制周期内开关管的第一次开启过程会产生硬开关现象,限制了谐振变换器在轻载条件下进一步提高运行效率的可能性。为了解决这些问题,提出了一种全新的四脉冲模式间歇控制策略。该策略在三脉冲模式的基础上在副边侧设计了一个新脉冲来进行驱动,目的是将副边的能量返流到原边,通过原边开关管在结电容返流完成且体二极管导通时,发出的触发信号,实现原边开关管在第一个触发脉冲导通,从而将变换器运行在效率最优轨迹中。实验结果表明,所提出的控制策略在电压降低工况下可进一步提高了变换器的轻载运行效率,证明此策略的有效性。

采用金豺优化的LLC谐振变换器自抗扰稳压控制

为解决LLC谐振变换器采用传统PID控制时抑制负载冲击能力差的问题,提出采用金豺优化算法(golden jackal optimization,GJO)的改进线性自抗扰控制方法。该方法基于状态空间表达式,结合降阶模型中的参数信息,改进扩张状态观测器的系数矩阵。利用频域拟合的方法获得线性自抗扰控制器参数初值,避免了繁复的人工调参过程。使用GJO算法对线性自抗扰控制器参数寻优,进一步改善控制器性能。实验结果表明,相较于PSO-PID控制器,GJO-MLADRC控制器有效提高了LLC谐振变换器在系统扰动较大的情况下的动态性能,在负载突增、突降2种工况下,调节时间分别缩短了1.5、1.0 ms,输出电压最大波动量分别减小0.10、0.05 V,改进后的LADRC控制策略有效地抑制了恒压模式下负载波动对输出电压的扰动。

全桥LLC谐振变换器的积分滑模-PI混合控制

全桥LLC谐振变换器的PI控制存在响应慢和鲁棒性差的问题,滑模控制存在高频抖振问题。针对这些问题,提出了基于模糊规则切换的积分滑模-PI混合控制方法。首先,通过扩展函数描述法建立全桥LLC谐振变换器的大信号模型,利用输入输出反馈线性化设计滑模面;然后,利用扫频法验证PI控制设计的合理性;最后,经多次实验,确定模糊控制的最佳输入和输出隶属度函数,实现在瞬态时由滑模控制起主导作用,在稳态时仅使用PI控制的混合控制方法。在MATLAB/Simulink中进行仿真分析,仿真结果表明,所提控制方法不仅具有滑模控制的瞬态响应快、鲁棒性强的优点,还消除了高频抖振,具有良好的控制效果。

采用定频移相控制的宽输出范围多电平LLC谐振变换器

针对电动汽车车载充电器的后级DC-DC环节,提出一种具备宽输出范围的多电平LLC谐振变换器。该变换器通过增加一组半桥和辅助变压器,构造出高于输入电压的多电平结构,结合定频移相脉宽调制控制,实现两倍电压增益拓展。该方案避免了变频控制下增益范围对谐振参数的制约,简化了参数设计过程。工作于串联谐振点使变换器在整个充电工作过程中均可实现功率管的零电压开关和整流管的零电流开关,有利于系统效率的提升。搭建一台输入380V、功率3.3kW的实验样机,验证所提拓扑与控制方案的可行性。经测试,变换器能为动力电池提供250~420V的充电电压,其峰值效率达到了97.1%。

多路LLC谐振变换器交错并联均流控制

LLC谐振变换器多路交错并联具有良好的应用前景,然而谐振元件的参数偏差会导致各路LLC谐振变换器电流不均衡的问题。为了解决这一问题,通过将二次侧的同步整流替换为可控整流方式,利用各路输出电流作为控制信号对二次侧进行脉宽调制控制,提供附加的电压增益,形成均流控制环路,保证各路的电压增益相同,从而实现多路LLC谐振变换器在相同开关频率下运行的均流调节。介绍了该控制的原理及实现方法。基于电磁暂态过程进行仿真,得出不同负载率下的电流不平衡度;同时搭建100 W的实验样机,在电流不平衡度最大的工况下,验证了该均流控制方法的可行性和有效性。

基于混合控制模式的宽范围LLC谐振变换器设计

为了提升LLC谐振变换器的输入电压范围,提出了一种混合控制的方式来提升LLC谐振变换器电路的增益。将整个控制分为3个模式,分别为全桥模式、半桥模式以及混合模式。在混合模式下,通过PI运算得出半桥LLC谐振变换器和全桥LLC谐振变换器分配的权重,控制信号由数字信号处理器DSP28335发出,让整个电路在控制周期的一定时间内工作在全桥LLC谐振变换器模式,其余时间工作在半桥LLC谐振变换器模式。前期通过分析和仿真,能够确定控制方式的最佳控制方案,最后通过一个输入50~150 V直流、输出12 V/5 A的实验样机,验证了所提控制方式的正确性和合理性。

一种新的LLC谐振变换器自适应控制方法

提出了一种新的自适应LLC谐振变换器控制方法。通过DSP对输入电压、输出电压进行实时监控,计算出最小频率,确保LLC变换器运行在最小频率之上,避免进入容性模式。使用该控制方法可以极大地提高变换器的可靠性。

基于双不对称LLC半桥的全桥谐振变换器研究

双不对称LLC半桥的全桥谐振变换器是一种采用定频控制的改进型LLC谐振变换器,具有很高的效率.先指出不对称LLC半桥谐振变换器存在的问题,再详细分析双不对称LLC半桥电路的工作原理、工作模态及参数选择,并根据选择的器件参数对变换器模型进行仿真试验.结果表明,该变换器能减小励磁电流叠加的环流损耗、关断损耗和零电压导通的无容性损耗,大大提高变换效率.

变频控制LLC谐振恒流变换器研究

为探索LED(Light Emitting Diode)驱动的方法,以期提高LED输出亮度的稳定性,针对其控制恒流输出的问题提出了变频控制的LLC谐振变换器。设计的LLC半桥型谐振变换器具有开关工作频率高、掉电保持、允许输入电压范围宽、效率高、重量轻、体积小、 Electromagnetic Interference噪声小和开关应力小等优点,所以其是LED恒流输出很好的拓扑选择。采用变频控制方法,结合Power Simulation软件进行了仿真分析,仿真结果表明,变频控制的LLC谐振变换器具有良好的稳态性能和瞬态性能,对工程应用具有实际意义。

LLC谐振变换器小信号建模方法综述

LLC谐振变换器采取高频运行的方法大大减小了电感、电容等无源器件的尺寸,同时兼具软开关的功能,在提高开关电源的功率密度和效率、减小电磁干扰、提高系统运行安全性等方面有着重要意义。本文以半桥LLC谐振变换器为例,介绍了谐振变换器的发展历程,对半桥LLC谐振变换器的拓扑结构和工作原理进行简要介绍,并对LLC谐振变换器的小信号建模方法进行详细分析。

宽输出LLC谐振变换器的定频PWM控制策略

传统频率控制的LLC谐振变换器不适用于宽电压范围的应用场合,且存在较大的循环电流而难以实现高转换效率。为了解决这些问题,提出一种简单的定频PWM控制策略,谐振变换器的后桥臂通过固定的开关频率控制,开关频率等于谐振频率;前桥臂采用PWM控制,将谐振网络的输入电压转换成多电平电压,谐振变换器实现2倍的电压增益调节范围。在这种控制方式中,增益范围独立于负载和励磁电感,可以简化谐振参数设计,通过设计较大的励磁电感减小电路的传导损耗和开关关断损耗,提升转换效率。仿真结果表明:谐振变换器可以实现宽输出电压,该控制策略降低了循环电流和关断电流。最后,通过实验验证了所提控制策略的可行性。

基于磁控制的双变压器LLC谐振变换器混合控制方案

针对传统控制方法效率不高、抗电磁干扰能力弱的问题,以基于磁控制的可变电感全桥双变压器的LLC谐振变换器为对象,提出了一种混合控制方案。首先,通过调节可变电感实现定频模式下的输出电压控制。然后,采用调节可变电感和改变开关频率的混合控制方式,使变换器工作在谐振频率的附近,进而实现输出电压的调节、整体效率提高。最后,在实验样机上验证了该方案理论分析的可行性。

LLC谐振变换器PFM+PWM混合控制方法研究

LLC谐振变换器在特定的谐振腔参数设计及电路寄生参数的影响下,通常会出现高频段频率对增益的调节作用大大减弱甚至失去调节作用的现象,造成其在宽范围输出电压应用场合的设计困难,在数字化控制电源中,PFM结合移相控制或PWM控制是有效的解决途径。分析了特定条件下LLC谐振变换器采用单一的PFM或PWM控制时存在的问题,提出了有效的PFM+PWM混合控制设计方法,并以2 000 W宽范围输出电压LLC谐振变换器设计实践为例进行了实验验证。

交错并联磁集成双向LLC谐振变换器的高轻载效率控制方法

应用交错并联技术,可以有效扩充LLC谐振变换器的容量,但增多的通道数会造成变换器轻载效率低的问题。针对这一问题,以交错并联磁集成双向LLC谐振变换器为研究对象,在采用谐振电感反向耦合实现两相变换器自动均流的基础上,分析了变换器的工作原理和工作特性,提出了一种移相控制+变频控制+相屏蔽控制的控制策略,并给出了具体的实现方法。最后,制作了输出功率1000 W、48 V/400 V的实验样机。通过对比实验,验证了所提方案的有效性。

并联全桥LLC谐振变换器直流母线电压控制方法

为了解决并联全桥LLC谐振型DC-DC变换器直流母线电压控制问题,提出了一种基于半桥/全桥结构切换的控制策略。在轻载的工况下通过改变开关管驱动信号,将全桥LLC转化为半桥LLC,解决了在光伏储能微电网中直流母线电压无法精确控制的问题。同时利用电压死区控制器和电流死区控制器,达到直流母线电压控制和两路并联均流的效果。为了验证方法的正确性和有效性,利用7 k W样机进行了实验验证。结果显示,该方法有效降低了电压纹波,缩短了负荷投切时的电压调节时间,并实现了两路并联均流。

LLC谐振变换器分析及控制方法综述

由于具有能量密度高、电磁干扰小,易实现磁集成,低压应力等优点,LLC谐振变换器广泛应用于电力电子行业的各个领域。LLC谐振变换器可以实现电气隔离,具有高能量密度和软开关功能,有助于提高产品安全性,并减轻负荷对电网的影响,降低电磁干扰和谐波污染,减小供电系统的复杂性,可适用于不同的负荷条件。本文介绍了LLC谐振变换器的发展过程,对半桥LLC谐振变换器拓扑进行了介绍,并重点对LLC谐振变换器的分析方式及控制方法进行分析。

LLC谐振变换器的移相——时移混合控制策略

针对全桥LLC谐振变换器在脉冲频率调制(Pulse Frequency Modulation,PFM)下存在电压增益范围较窄和动态响应较差的问题,提出一种定频移相-变频时移混合控制策略。该方法在结合PFM和移相调制的基础上,当电压增益大于1时,采用变频时移控制;当电压增益小于1时,采用定频移相控制,同时改善了变换器的电压增益范围和响应速度。详细分析了混合控制策略在LLC谐振变换器上的工作原理及增益范围,并搭建了一台240W的实验样机,实验结果验证了该策略的可行性和优越性。

双向LLC谐振变换器的变频-移相控制方法

双向LLC谐振变换器由于其运行范围宽、具有软开关特性等优点,在电动汽车、新能源发电及电力电子变压器等领域得到广泛的应用和研究。本文研究了一种新型双向LLC谐振变换器,该拓扑正向工作和反向工作时结构对称、并且能够实现能量双向流动,详细分析了该拓扑在变频控制和移相控制下的工作原理和软开关特性。为了解决变频控制下电压增益范围相对较窄的不足,提出了一种新的控制方法。该控制方法将变频控制和移相控制相结合,可以实现变换器的宽电压增益及全范围软开关,提高了变换器效率。最后通过PSIM仿真和实验验证了双向LLC谐振变换器的变频-移相控制方法的可行性和优越性。

一种双向CLLLC谐振变换器的混合升压控制方法

CLLLC谐振变换器存在频率变化范围较大、升压范围较小的问题,不利于元器件设计及优化。针对CLLLC谐振变换器提出一种混合式升压控制策略,减小了频率变化范围,并使升压范围在变频控制的基础上进一步扩大,在实现软开关的同时能适应更宽范围的电压输入,结构可靠、易于实现。利用时域分析法,分析了混合控制下CLLLC谐振变换器的升压特性,并与传统变频控制下的增益特性作对比,通过MATLAB/Simulink仿真验证了所提策略的正确性及有效性。

应用于电动汽车充电的变频-移相控制方法LLC谐振变换器

LLC谐振变换器有着宽输入范围,良好的软开关特性以及在谐振点降压和谐振点两侧升降压的特性,广泛应用于电动汽车、新能源以及航天系统中。研究了LLC谐振变换器在电动汽车充电领域内的应用,根据电动汽车充电时的输入电压不同及充电所需电压不同,LLC谐振变换器可以在谐振点两侧及谐振点分别使用变频-移相的方式进行调节使其满足充电条件,通过对LLC谐振变换器的拓扑分析,采用了合适的调制策略和控制策略,最终使用变频+移相的控制方式让LLC变换器始终运行在电动汽车充电需求范围内,并实现了升降压以及软开关功能。最后通过Matlab/Simulink进行仿真以及实验,验证了研究内容的可行性。