首页 > 电脑常识 > 电脑常识

LLC谐振变换器原理及变频控制

admin 电脑常识 2021-04-25 16:49:14 其他  
后台-系统设置-扩展变量-手机广告位-内容正文底部

LLC谐振变换器原理及变频控制

1 LLC谐振变换器工作原理

图1为半桥LLC谐振变换器示意图,其中,Uin为直流输入电压,Q1,Q2组成半桥开关网络,通过交替驱动的Q1和Q2产生方波电压。变压器T的励磁电感Lm,谐振电容Cr和谐振电感Lr构成了一个谐振网络。变压器的次级具有中心抽头,与D3,D4一起组成了全波整流电路,而整流电路中的电流最后通过Co滤波供给负载。
在这里插入图片描述

图1 LLC谐振变换器示意图
该变换器具有两种谐振频率,Lr与Cr参与谐振时谐振频率为:

在这里插入图片描述Lm与Lr、Cr 参与谐振时,谐振频率为:
在这里插入图片描述利用基波分析法(FHA),得到LLC谐振变换器等效网络,如图2所示。其中,等效负载阻抗为:
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

图2 LLC谐振变换器等效网络

其等效电路的输入阻抗为:

在这里插入图片描述
该变换器的直流增益为:
在这里插入图片描述
式中m=(Lm+Lr)/Lr,Fx=fs/fr,q=(Lr/Lc)^(1/2)/Req,fs为开关频率。

2 参数设计

选择额定输入电压Uin=311V,输出电压Vo =12V,谐振频率fr=115kHz,输出功率P=300W,则变压器匝比n=Uin/(2Vo)=12.95。要求最低输入电压为0.8倍额定电压,最高输入电压为1.2倍额定电压,计算得出最大电压增益 Mmax =1.25,最小电压增益Mmin=0.83。

图3是m=6时不同Q值增益曲线,所有Q值曲线都在谐振频率点(Fx=1)交叉,此时该电路效率最高,电压增益与负载无关,为最佳工作点。图3表明,所有增益曲线均有峰值,这些峰值确定了谐振池容性和感性的边界,为了实现零电压开关(ZVS),电路必须工作在感性区域。增益M随Q值的增加而减少,即负载越大LLC谐振腔增益就越小。为了满足所需的电压增益范围,选择Q=0.4。

在这里插入图片描述

图3 m=6不同Q值下的增益曲线

图4为Q=0.4,不同的m值增益曲线,m值越低增益越大,频率范围愈窄,输出电压调节更灵活;而m值越高,励磁电感的电流就越小,因此电路工作效率越高。为了提高电压增益和电路的工作效率,选择m=6.3。
在这里插入图片描述

图4 Q=0.4不同m值下的增益曲线

取Q=0.4,m=6.3,经计算可得Lr=36.2μH,Cr=0.053μF,Lm=192μH。

3 PI控制器的设计

采用PI电压外环控制的LLC谐振变换器结构图如图5所示,其控制器采用PFM调制,两个开关管设置了一定的死区,以防止直通短路。
在这里插入图片描述

图5 LLC谐振变换器PI控制

4 仿真分析

在MATLAB2018b中建立闭环LLC谐振变换器模型如图6所示。
在这里插入图片描述

图6 闭环LLC谐振变换器模型

在0.01s加入负载跳变,输出电压波形如下:
在这里插入图片描述
参考文献
[1]英飞凌LLC:Resonant LLC Converter: Operation and Design 250W 33Vin 400Vout Design Example

5 matlab代码
参考文献,sumilink模型及增益曲线绘制代码下载:

https://download.csdn.net/download/weixin_45951047/17264508?spm=1001.2014.3001.5501

文章来源:https://blog.csdn.net/weixin_45951047/article/details/116073949

后台-系统设置-扩展变量-手机广告位-内容正文底部
版权声明

本文仅代表作者观点,不代表本站立场。
本文系作者授权发表,未经许可,不得转载。
本文地址:https://jcdi.cn/diannaochangshi/diannaochangshi/567.html

留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码:
后台-系统设置-扩展变量-手机广告位-评论底部广告位

教程弟

https://www.jcdi.cn/

统计代码 | 京ICP1234567-2号

Powered By 教程弟 教程弟

使用手机软件扫描微信二维码