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基于混合控制LLC谐振变换器的设计与分析

罗集睿 张政权 刘庆想 王庆峰 王烜 胥华

罗集睿, 张政权, 刘庆想, 等. 基于混合控制LLC谐振变换器的设计与分析[J]. 强激光与粒子束, 2019, 31: 015002. doi: 10.11884/HPLPB201931.180280
引用本文: 罗集睿, 张政权, 刘庆想, 等. 基于混合控制LLC谐振变换器的设计与分析[J]. 强激光与粒子束, 2019, 31: 015002. doi: 10.11884/HPLPB201931.180280
Luo Jirui, Zhang Zhengquan, Liu Qingxiang, et al. Design and analysis of LLC resonant converter based on hybrid control[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2019, 31: 015002. doi: 10.11884/HPLPB201931.180280
Citation: Luo Jirui, Zhang Zhengquan, Liu Qingxiang, et al. Design and analysis of LLC resonant converter based on hybrid control[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2019, 31: 015002. doi: 10.11884/HPLPB201931.180280

基于混合控制LLC谐振变换器的设计与分析

doi: 10.11884/HPLPB201931.180280
详细信息
    作者简介:

    罗集睿(1993-),男,硕士研究生,主要从事开关电源及控制技术研究;luojirui@foxmail.com

    通讯作者:

    张政权(1983-),男,副研究员,硕士生导师,主要从事开关电源及控制技术研究;zhangzhengquan8@163.com

  • 中图分类号: TN82

Design and analysis of LLC resonant converter based on hybrid control

  • 摘要: 根据半桥LLC谐振变换器的拓扑结构,采用了一种混合控制方式,整合了电荷控制和传统频率控制两种控制方式。与目前的电荷型控制、双频率控制等常用控制方式相比,该控制方式增加的频率补偿斜坡,使得补偿器的设计十分简单,改进的线路瞬态性能可降低输出电容器值。根据基波分析法得到半桥LLC谐振变换器等效电路,确定了直流增益与品质因数、归一化频率和谐振电感与励磁电感的比值之间的关系式,并由该关系式设计出合适的谐振器件参数。通过混合控制方式与设计的LLC谐振参数搭建了一台5 kW/±85 V半桥LLC谐振变换器进行实验验证,实验结果显示,该样机动态特性良好,能够得到稳定的输出电压和具有较高的传输效率,验证了所采用的控制方法和基波分析法设计的LLC谐振参数的可行性。
  • 图  1  混合控制LLC谐振变换器的原理图

    Figure  1.  Schematic diagram of hybrid control of LLC resonant converter

    图  2  开关管导通原则

    Figure  2.  Conduction principle of Switch

    图  3  半桥LLC谐振变换器等效电路图

    Figure  3.  Equivalent circuit diagram of half bridge LLC resonant converter

    图  4  直流增益与LnQfn之间的关系

    Figure  4.  Relationship between DC gain with Ln, Q, fn

    图  5  LLC谐振变换器实验样机

    Figure  5.  Experimental prototype of LLC resonant converter

    图  6  猝发工作模式下谐振电流与开关波形

    Figure  6.  Resonant current and switch waveform under burst-mode

    图  7  连续工作模式下,谐振电流、输出电压和驱动波形

    Figure  7.  Resonant current, output voltage and switch waveform under continuous-mode

  • [1] Yang Bo, Lee F C, Concannon M. Over current protection methods for LLC resonant converter[C]//Applied Power Electronics Conference and Exposition(APEC). 2003, 2: 605-609.
    [2] 唐明明. 基于DSP的LLC谐振变换器的研制[D]. 长沙: 中南大学, 2009: 8-27.

    Tang Mingming. Development of LC resonant converter based on DSP. Changsha: Central South University, 2009: 8-27
    [3] Jiang J H, Kumar P S, Kim D Y, et al. Average current-mode control for LLC series resonant DC-to-DC converter[C]//Power Electronics and Motion Control Conference. 2012, 2: 923-930.
    [4] 华秀洁, 许建平, 高建龙, 等. 电荷控制LLC谐振变换器分析与设计[J]. 电力电子技术, 2014, 48(4): 65-67. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DLDZ201404022.htm

    Hua Xiujie, Xu Jianping, Gao Jianlong, et al. Analysis and design of charge controlled LLC resonant converter. Power Electronics, 2014, 48(4): 65-67 https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DLDZ201404022.htm
    [5] 赵升, 贺明智, 陈章勇, 等. 双频率控制LLC谐振变换器分析与设计[J]. 电力电子技术, 2015, 48(4): 74-76

    Zhao Sheng, He Mingzhi, Chen Zhangyong, et al. Analysis and design of dual frequency controlled LLC resonant converter. Power Electronics, 2015, 48(4): 74-76
    [6] Lee R, Ju Weichen. LLC DC/DC resonant converter with PLL control scheme[C]//Applied Power Electronics Conference and Exposition(APEC). 2007: 1537-1543.
    [7] 管松敏, 张超, 于锁平, 等. 跟随型PWM控制LLC变换器的分析与实现[J]. 电子电能新技术, 2011, 30(4): 40-45. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DGDN201104011.htm

    Guan Songmin, Zhang Chao, Yu Suoping, et al. Analysis and realization of LLC resonant converter with following PWM control strategy. Advanced Technology of Electrical Engineering and Energy, 2011, 30(4): 40-45 https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DGDN201104011.htm
    [8] 李菊, 阮新波. 全桥LLC谐振变换器的混合式控制策略[J]. 电工技术学报, 2013, 28(4): 72-79. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DGJS201304010.htm

    Li Ju, Ruan Xinbo. Hybrid control strategy of full bridge LLC converters. Transactions of China Electrotechnical Society, 2013, 28(4): 72-79 https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DGJS201304010.htm
    [9] 管松敏. LLC谐振变换器PWM控制策略和同步整流技术的研究[D]. 南京: 南京航空航天大学, 2012: 30-60.

    Guan Songmin. Analysis of LLC resonant converter with PWM control strategy and synchronous rectification. Nanjing: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, 2012: 30-60
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-10-22
  • 修回日期:  2018-12-14
  • 刊出日期:  2019-01-15

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