數(shù)字LLC諧振變換器的研究.pdf

1、LLC諧振變換器具有高效性和高功率密度等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用，但LLC變換器的設(shè)計(jì)仍然面臨著瞬態(tài)響應(yīng)慢，過流保護(hù)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)同步整等挑戰(zhàn)。本文就這些問題展開討論和研究，目標(biāo)旨在提高LLC變換器的動(dòng)態(tài)特性和轉(zhuǎn)換效率。
　　根據(jù)工作區(qū)間及開關(guān)開合狀態(tài)，將穩(wěn)態(tài)時(shí)的一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)的運(yùn)行過程分解成六種可能出現(xiàn)的線性狀態(tài)，對(duì)這六種狀態(tài)建立對(duì)應(yīng)的等效電路及微分方程。然后利用這六種線性狀態(tài)的組合，詳細(xì)分析LLC諧振變換器穩(wěn)態(tài)特性，描述LLC電路在諧振區(qū)

2、、欠諧振區(qū)和過諧振區(qū)諧振腔的電流與電壓的轉(zhuǎn)變過程。文章提出在欠諧振區(qū)次級(jí)二極管導(dǎo)通時(shí)間固定且其時(shí)間近似等于半諧振周期的新結(jié)論。通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)，仿真和實(shí)驗(yàn)證明了該結(jié)論的正確性。該結(jié)論給可以電路自動(dòng)調(diào)節(jié)補(bǔ)償器參數(shù)提供一種新的思路。
　　建立LLC諧振變換器的開關(guān)模型，使用時(shí)域仿真得到其動(dòng)態(tài)特性的小信號(hào)波特圖，利用MATLAB研究其小型號(hào)的動(dòng)態(tài)特性。經(jīng)過分析本文給出了欠諧振區(qū)和過諧振區(qū)的小信號(hào)傳遞函數(shù)的擬合表達(dá)式。得到的表達(dá)式顯示，欠諧振

3、區(qū)和過諧振區(qū)的小信號(hào)特性有較顯著的區(qū)別。在低頻區(qū)，工作在過諧振區(qū)的變換器存在一個(gè)單極點(diǎn)而欠諧振區(qū)是雙極點(diǎn);在高頻區(qū)上，過諧振區(qū)上的零點(diǎn)會(huì)隨工作頻率變化移動(dòng)，但欠諧振區(qū)間沒有明顯的變化;欠諧振區(qū)有一個(gè)有右半平面零點(diǎn)在高頻區(qū)，而過諧振區(qū)不存在該零點(diǎn)但是此處有一個(gè)極點(diǎn)。
　　在得到LLC變換器的小信號(hào)傳遞函數(shù)后，在基于DSP平臺(tái)上對(duì)其進(jìn)行數(shù)字化設(shè)計(jì)。使用SISOTool工具進(jìn)行補(bǔ)償器設(shè)計(jì)，并得到補(bǔ)償函數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式。討論利用模擬-數(shù)字重

4、設(shè)計(jì)方法將補(bǔ)償函數(shù)離散化的設(shè)計(jì)過程和獲取補(bǔ)償函數(shù)的在離散域的表達(dá)形式及其差分方程的過程。利用得到的差分方程，來在DSP平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)對(duì)LLC變換器的閉環(huán)控制。
　　最后本文提出了一種新的無傳感器的同步整流控制方法，該方法可以自動(dòng)跟蹤期望的同步整流導(dǎo)通周期。該方法通過計(jì)算同步整流管導(dǎo)通前后的VdsSR的差值來判斷同步整流管寄生二級(jí)管的導(dǎo)通狀態(tài)避免了寄生參數(shù)的影響，解決了寄生參數(shù)對(duì)控制信號(hào)產(chǎn)生的干擾問題。根據(jù)判斷結(jié)果DSP自動(dòng)調(diào)整同步整流