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。

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。

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。

具有混合控制策略的宽输出双全桥LLC谐振变换器

针对宽输出电压范围应用中传统频率控制的LLC型谐振变换器存在开关频率调节范围宽、循环电流大及难实现高效运行等问题,提出1种具有定频移相-定频PWM混合控制策略的双全桥LLC型谐振变换器,以适用于较宽输出电压范围。其由2个全桥LLC型谐振变换器共用1个桥臂组合而成,输出电压通过定频移相-定频PWM混合控制进行调节,使该谐振变换器实现4倍电压增益范围以获得较宽输出电压,同时解决传统频率控制中循环电流过大及在移相控制移相角小时的软开关不能实现问题,提升系统效率。该转换器开关频率工作在谐振频率点,电压增益与负载无关且有助于磁性元件设计,在全负载范围内实现软开关。最后给出详细的电路工作原理分析并通过仿真进行验证,搭建实验平台验证了所提变换器的可行性和有效性。

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。

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。

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。

全桥LLC谐振变换器改进型混合控制方法

新能源发电系统受环境条件影响使输出电压存在一定的随机性,电压变化范围宽,为此需要配备输入电压变化范围宽的电源变换器,以稳定输出电压。为减小电压宽输入情况下全桥LLC谐振变换器开关频率的变化范围,提高变换器的工作效率,提出了一种将脉冲频率调制(PFM)与相移脉冲宽度调制(PS-PWM)相结合的改进型混合控制方法。通过PSIM仿真实验平台对改进型混合控制方法进行验证,改进型混合控制方法变换器与PFM控制方法变换器相比效率提高了1.2%,与原混合控制方法变换器相比效率曲线更加平缓。改进型混合控制方法能够有效提高新能源发电系统的效率。

一种宽负载的LLC谐振变换器的优化控制方法（英文）

提出了一种优化的LLC谐振电路控制方法。该方法可使LLC电路运行在一个宽的负载条件下,同时能在负载切换时有一个好的闭环动态效果。提出的方法在稳态时采用并行双PID控制,由此解决了常规PID无法解决的负载宽度问题;在负载变化时采用基于状态轨迹法的优化控制来实现常规PID无法快速调节的问题。利用这2种控制方法的组合实现了在400 V/24 V 150 W的半桥LLC电路上的仿真验证与实验样机验证。

高效的LLC谐振变换器变模式控制策略

提出了LLC谐振变换器采用频率调制(FM)和脉冲宽度调制(PWM)的变模式控制策略。输入额定电压时变换器采用FM控制以获得最大性能效率;输入电压降低时,采用非对称占空比PWM控制使变换器处于反激变换模式,获得最大电压增益;在输入电压较高或负载较轻时,采用对称占空比PWM控制,实现全负载范围内开关管零电压开关(ZVS)和整流二极管零电流开关(ZCS),降低开关损耗。对变模式控制策略工作模式以及特性进行了分析,给出了控制方案电路框图。实验结果验证了变模式控制策略的可行性,变换器获得了更高性能效率和更高功率密度。

基于混合控制式交错并联LLC谐振变换器的充电模块研制

为了解决当前电动汽车充电模块效率低、功率小的缺点,提出了一种基于混合控制式交错并联LLC谐振技术的非车载式电动汽车充电模块整体设计方案。所述方案输入侧为VIENNA电路,输出侧为交错并联LLC谐振DC/DC变换器。采用交错并联技术减小输出电流纹波,提高充电模块输出功率的同时,采用移相变频混合控制策略,使得谐振变换器工作在较窄的频率范围之内,因此降低了磁性元器件设计难度,提高了充电模块的转换效率以及功率密度。给出了充电模块整体电路拓扑设计、各模块工作原理以及控制策略,研制了20kW原理样机,与纯变频式交错并联LLC谐振变换器充电模块的对比分析验证了所述方法的可行性。

基于LLC谐振变换器的电力电子牵引变压器控制策略研究

采用电力电子牵引变压器取代传统工频变压器可实现高速列车牵引变压器小型化、轻量化的目标。针对由级联H桥变换器和LLC谐振变换器组成的电力电子牵引变压器,首先研究级联H桥变换器的电压电流双闭环控制策略,分析LLC谐振变换器功率反向流动的工作原理及变换器增益特性,提出采用变频控制实现功率双向流动的控制方法。为解决系统的功率平衡问题,提出一种基于LLC谐振变换器的功率平衡控制策略。该方法前级级联H桥变换器只进行基本控制,通过对后级LLC谐振变换器进行电压平衡控制,从而实现系统的功率平衡。搭建电力电子牵引变压器仿真模型和实验样机,仿真和实验结果表明所提出的控制策略能够实现功率双向流动,且各功率单元的传输功率保持一致,实现了系统的功率平衡。

一种基于Burst-PWM混合控制的LLC谐振变换器宽电压范围输出策略

LLC谐振变换器一般采用脉冲频率调节(PFM)方式控制输出电压,因此在最大开关频率受限的情况下输出电压范围同样会受到限制。该文提出一种基于突发控制-变占空比控制(Burst-PWM)的混合控制模式以实现LLC变换器的宽电压范围输出。首先分析Burst控制与PWM控制应用在LLC变换器中的特性及其不足之处。采用Burst-PWM混合控制时,PWM控制能够减小Burst开通(Burst-on)时段内谐振腔电流峰值,而Burst控制能够在Burst-on时段内为PWM控制下的开关管提供足够的零电压开通(ZVS)电流。这种方式能够保证变换器在宽电压范围内的特性和稳定性。然后采用状态空间轨迹法给出了谐振腔参数优化设计方法以及确定PWM控制下的最小占空比。最终实验证明了分析的正确性以及所述方法的有效性。

变频控制LLC变换器的新型参数设计方法

针对低压直流系统用变频控制LLC谐振变换器,本文提出一种基于矢量分析的新型电路参数设计方法。首先介绍了全桥LLC变换器的基本工作原理和基波等效电路的增益特性,并描述了传统的LLC电路参数设计方法;然后,在频域上进行矢量建模,推导出各谐振参数的限制条件和数学表达式,提出基于矢量分析的电路参数设计方法和步骤,该方法大大简化了传统LLC参数设计过程,并且排除了传统设计方法中设计者对工程经验的依赖;最后,依据上述方法完成一台特定工况下全桥LLC变换器样机的参数设计,并且通过仿真和实验平台验证了该参数设计方法的正确性和有效性。

基于LLC谐振变换器的准单级式悬浮控制电源

悬浮控制电源是一款典型的高压输入、低压输出的多路输出DC-DC变换器。传统的悬浮控制电源存在占空比失控、交叉调解率差以及可靠性差等问题。论文在传统两级结构的基础上,通过引入多绕组输出技术,研究和提出一种多母线电压的准单级式结构,解决了传统变换器在此类应用中存在的问题,同时将高效率的LLC谐振变换器引入此结构,实现了半导体器件的软开关,大大提高磁浮电源的转换效率。详细讨论了电源关键参数的设计,实验室研制了一台210W,220~380V输入,4路输出的原理样机。实验测试结果证明该结构的优越性。