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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

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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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