LLC谐振变换器的轨迹控制研究
编者按： 摘要：针对LLC谐振变换器谐振槽有多个谐振元件、工作过程复杂、难以对其实现有效控制的问题,本文提出了一种最优轨迹控制方法，根据变换器的具体谐振过程，给出了其多谐振过程的时域方程，并以此推导出其轨迹方程，绘制了其状态轨迹图，给出了详细的控制法则。软件仿真和实验结果表明系统动态性能良好，验证了该控制方法的可行性和有效性。 引言 LLC 谐振变换器因可以实现ZVS、开关频率高、易于集成等优点而受到欢迎。但由于其谐振元件较多，对其实现简单有效的控制依然并不简单。文献[1]将变频控制、滑膜控制和轨迹
3 仿真与实验验证
为了验证该方法的可行性，根据前述分析，搭建了一输入400V，谐振参数为Lr=22u、Cr=22n、Lm=100u，变压器设计采用AP法选择EE55的铁氧体磁芯、变比为15:2的仿真模型和实验电路。对搭建的模型进行测试，仿真结果的波形如图6中a、b所示，对电路进行实验得到的波形如图7c、d所示。
仿真及实验结果表明，该控制方法下LLC谐振变换器主要的电流和电压波形与上述理论分析一致，电路输出在很短的时间内就可以达到稳定状态，而且电压电流的波动非常小，基本没有振荡，很好地实现了谐振电路的控制。
4 结论
本文提出的轨迹控制方法原理简单，比较容易实现，且易于实现数字控制的多重化结构设计。仿真及实验结果表明采用该轨迹控制方法LLC谐振电路在输出电压改变时无超调和振荡，系统动态性能表现出很大的优势，在很短的时间内就可以达到稳定状态。
参考文献：
[1]ORUGANTI R，LEE F C.Resonant power processors：part II- Methods of control[J].IEEE Transactions on Industry Applications，1985，21(6)：1461-1471
[2]ORUGANTI R，YANG JJ，LEE F C.Implementation of optimal trajectory control of series resonant converter[J].IEEE Transactions on Power Electronics.1988，3(3)：318-327
[3]SIVAKUMA S，NATARAJAN K，SHARAFA M.Optimal trajectory control of series resonant converter using modified capacitor voltage control technique[C]//IEEE Power Electronics Specialists Conference.Cambridge，MA， USA：IEEE，1991：752-759
[4] 吴俊娟，何 超，孙孝峰等.串联谐振变换器的最优轨迹控制[J].电力电子技术， 2010年4月第44卷第4期：33-35
[5] 何超.串联谐振 DC/DC 变换器的最优轨迹控制[D].硕士学位论文，燕山大学，2010
[6]LIU JUN，SHENG LICHEN，SHI JIANJIANG，et al.LCC resonant converter operating under discontinuous resonant current mode in high voltage，high power and high frequency applications[C]//APEC 2009.Washington DC，USA： IEEE， 2009：1482-1486
[7]钟和清，徐至新，邹云屏，等.寄生电容对串联谐振电容器充电电源特性的影响[J].中国电机工程学报，2005， 25(10)：40-44
[8]齐虹，陈冲，颜玉崇，等.静电除尘用高频高压功率变换器[J].福州大学学报：自然科学版，2006， 34(2)： 216-219
[9]SOEIRO T，BIELA J，MUHLETHALER J，et al.Optimal design of resonant converter for electrostatic precipitators[C] IPEC 2010. Sapporo，Japan：IEEE，2010：2294-2301
[10]张治国，谢运祥，袁兆梅.高频LCC谐振变换器的分析与轨迹控制[J].中国电机工程学报，Vol.31 No.27：52-58
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