基于预测控制的LLC变换器谐振频率自动跟踪技术

LLC谐振变换器在工作时,谐振元器件参数可能会出现波动,影响LLC谐振变换器的电压增益特性。在定频占空比控制方式下,上述现象造成LLC谐振变换器的设计谐振频率与开关频率不一致,同时降低LLC谐振变换器的效率。针对这一问题,本文提出一种基于预测控制的LLC谐振频率追踪控制方法,此控制方法克服了不能在轻载条件下跟踪谐振频率的问题,不仅能够有效抵抗谐振元件参数变化的扰动,而且具有算法简单和采样环节简便易于实现的优点。最后给出MATLAB仿真结果,验证了所提方法的可行性。     

变频控制LLC谐振恒流变换器研究

为探索LED(Light Emitting Diode)驱动的方法,以期提高LED输出亮度的稳定性,针对其控制恒流输出的问题提出了变频控制的LLC谐振变换器。设计的LLC半桥型谐振变换器具有开关工作频率高、掉电保持、允许输入电压范围宽、效率高、重量轻、体积小、 Electromagnetic Interference噪声小和开关应力小等优点,所以其是LED恒流输出很好的拓扑选择。采用变频控制方法,结合Power Simulation软件进行了仿真分析,仿真结果表明,变频控制的LLC谐振变换器具有良好的稳态性能和瞬态性能,对工程应用具有实际意义。     

基于SiC MOSFET的谐振软开关等离子体电源

利用SiC MOSFET能简化电路拓扑、提高电源的功率密度和效率.为推动大功率等离子体电源的升级换代,提出了一种采用新型SiC功率器件的全桥谐振变换器.该谐振变换器的主电路采用LLC Zero Voltage Switching(ZVS)拓扑结构,可将谐振换流频率范围增大至260～310 kHz.设计的高频高压全桥LLC ZVS谐振变换器样机的额定输出功率为8 kW,输出电压为270 V.对所研制的8 kW级SiC MOSFET全桥LLC ZVS谐振变换器样机的驱动性能、换流过程、温升以及效率进行了测试,结果表明,研制的谐振软开关等离子体电源性能优良,工作稳定可靠,效率和功率密度均优于使用传统Si MOSFET的LLC谐振变换器.     

用于充电桩的三相交错LLC谐振变换器实验平台

三相交错并联LLC谐振变换器可以提高变换器的功率等级、 降低输出电流的纹波,适用于大功率及高频的场合,在电动汽车充电中应用广泛.分析交错并联结构的特点及其对纹波的影响,设计三相交错并联LLC谐振变换器的拓扑结构.采用数字信号处理器TMS320F28035作为控制器,设计电压采样电路、电流采样电路、驱动电路以及控制器外围...     

全桥LLC谐振变换器的研究

为使直流电源控制系统实现转换效率高、输出范围宽,对全桥LLC谐振拓路结构进行研究。基于全桥LLC谐振电路建立合理的数学模型,此数学模型是一种高阶非线性系统,需要进行近似化处理得到可用的空间状态方程。根据空间状态方程和PI控制原理为直流电源系统设计双闭环控制器。最后在Simulink仿真平台上建立全桥LLC谐振变换器双闭环仿真模型,对仿真结果进行分析。     

全桥LLC串联谐振X光机高压直流电源

针对X光机电源的全桥移相拓扑结构存在占空比丢失问题,提出一种全桥LLC串联谐振变换器与单相双向对称倍压整流电路相结合的高频高压X光机电源。在主电路中,采用全桥LLC串联谐振、高压变压器、单相双向对称倍压整流电路;从理论上分析了零电压软开关工作条件,建立主电路基波等效(fundamental harmonic approximation,FHA)模型,并对主电路的参数进行设计。仿真结果表明：输出电压可以在40～120 kV内连续可调,不存在占空比丢失;输出电压上升时间短、纹波小。证明了所提出拓扑的正确性和可靠性。     

LLC谐振变换器的谐振模式原理及最大增益分析

LLC谐振变换器具有高效率功率变换和宽范围输入电压适应性的突出优势,但是关于变换器最大增益的研究还存在明显不足.为此,以LLC谐振变换器的最大增益为研究对象,根据串并联谐振的进行过程对变换器的谐振模式进行了划分,即变换器可分为欠谐振、完全谐振和过谐振3种谐振模式.当变换器工作在完全谐振模式时,变换器增益达到最大值,对应的开关频率称为临界频率.最后,通过建立变换器状态方程推导得到最大增益和临界频率的时域表达式,并结合仿真和实验验证了理论分析的准确性.     

电动汽车双向DC/DC变换器的设计

采用全桥谐振C LCLC变换器和模糊PID控制的半桥Buck Boost变换器,组成两级式双向DC/DC变换器拓扑;并根据等效模型计算出谐振元件参数,即变压器的匝比为1∶1,输入输出电压为400 V,谐振电感为100 μH,谐振电容为253 μF,半桥Buck Boost变换器中的滤波电感为5 000 μH,滤波电容为127 μF。仿真结果表明,全桥谐振C LCLC谐振变换器输入电压与输出电压一致;模糊PID控制策略可有效降低充电状态下电压超调量,缩短调节时间,提高系统的抗扰动能力,说明所采用的设计工艺能有效提高电动汽车变换器的动态、稳态性能和抗扰动能力。     

LLC谐振式DC/DC变换器的研究与实现

基于基波分析法(FHA)对LLC谐振变换器进行建模分析,并以此为依据提出一种简化的参数设计方法.该方法根据谐振电路的二端口模型得到归一化工作频率和电压增益的关系,按照规定输入输出的要求确定电压增益后得到谐振工作频率,进而可以得到谐振电路的特性阻抗和谐振腔元件参数.利用Saber软件仿真和硬件实验验证了该方法的有效性,表明所设计的变换器可实现开关管的零电压开通和整流二极管的零电流关断,能够降低开关损耗,提高装置效率.     

宽输入飞跨电容型TL Buck-LLC级联变换器研究

与传统Buck-LLC级联变换器拓扑相比,飞跨电容型三电平Buck-LLC级联变换器开关器件的电压应力仅为输入电压的一半、滤波电感体积小,更适用于宽输入高压大功率DC/DC电源中。所提出的宽输入变换器,前级使用飞跨电容型TL Buck电路,使输入电压范围变宽;后级LLC谐振电路在提高变换器效率的同时,起到高频电气隔离的作用。与传统的双环定频控制相比,该变换器前级通过解耦控制PWM调节电压,后级采用模糊PI控制PFM。仿真结果证明,使变换器具有输入电压宽、适应负载变化能力强的特点。     

LLC谐振变换器的原理与设计

分析了LLC谐振变换器的工作原理，提出了一种利用变压器漏感作为谐振电感‘的功率变换器的设计方法，并用该方法设计了一款用于锂电池充电器的LLC变换器，通过实验验证了变换器的工作状态良好。     

基于小信号分析的电子变压器控制策略及性能测试

针对实际工作中,谐振型电子变压器受多方面小信号干扰问题,将反馈控制概念引入控制系统,使设备在受小信号干扰情况下变换器输出电压仍能保持恒定。首先,以等效电路法作为基础建立系统网络的小信号模型,得出电子变压器输出电压与控制频率之间的传递函数,并判定系统的稳定性;其次,分析电子变压器传递函数的波特图以便为补偿控制器的设计提供依据,并采用PI控制器对系统进行补偿;最后,搭建实验样机,测试了电子变压器宽范围输入调压性能和在不同负载下的效率。实验结果表明:基于小信号分析的LLC型电子变压器控制策略可在宽输入、全负载范围内实现稳压输出及高功率密度需求。     

电压箝位ZVS推挽三电平直流变换器

为解决推挽变换器中存在的开关管电压应力高,难以实现软开关,关断时会导致整流二极管产生很高的电压尖峰等问题,提出了一种电压箝位零电压开关推挽三电平变换器.对该变换器采用移相控制可使得超前管依靠滤波电感的能量、滞后管利用谐振电感的能量实现零电压开关,同时加入的箝位电路可使输出整流二极管后的电压尖峰得到消除,改善了输出整流二极管的工作条件.由于加入了谐振电感造成副边有一定的占空比丢失,给出了计算公式.最后分别给出了开关管实现零电压开关的实验波形及变换器效率曲线.     

半桥型LLC谐振变换器的分析与设计

介绍了半桥型LLC谐振变换器的诸多优点,详细分析了其工作过程,推导出其交流和直流传递函数,并给出了半桥型LLC谐振变换器主要参数的设计方法,实验验证了本设计的可行性和有效性。     

LLC谐振变换器的轨迹控制

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,提出一种最优轨迹控制方法.根据变换器的具体谐振过程,给出其多谐振过程的时域方程,并以此推导出其轨迹方程,绘制其状态轨迹图,并给出详细的控制法则.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.     

基于模型等效原则的CLLLC电力电子变换器的建模与分析

通过大信号模型端口等效的电路原则,分别分析了广泛应用于工业生产领域的两类高效率谐振变换器（LLC与CLLLC）的电路模型,详细论述了两类变换器电路模型之间的关系与区别.并通过模型等效方法,将CLLLC谐振变换器简化为LLC-C变换器模型,实现了模型降阶.在此基础上通过正余弦分量扰动的方法建立了变换器的小信号模型,并通过仿真与实验验证了建模方法的正确性.     

Buck-Boost变换器的模型预测控制

为更好地控制Buck-Boost变换器输出电压,采用考虑管压降的状态空间平均模型,使用模型预测控制进行输出电压的控制.选取合适的二次性能指标作为模型预测控制的目标函数,使变换器具有较快的响应速度和较小的电压超调量,同时设置电容电压和电感电流的约束条件,以保证Buck-Boost变换器的安全性.研究结果表明:模型预测控制在Buck-Boost变换器中具有很好的控制效果.     

高频谐振型静电除尘器控制技术

分析了LCC谐振电源在电流断续模式下的双脉冲输出工作原理,通过数学计算,推导出了电路输出特性,并在此基础之上完成了系统的小信号建模,确定了系统闭环控制模型。通过优化数字PID参数,提高了变换器的输出电压动态调节能力。搭建的1 700 V/200 m A实验室样机验证了除尘器电源控制模型的正确性和补偿器参数设计的合理性,实现了除尘器输出电压的快速调节。     

基于 PDM控制的高频交流交交变换器的建模

根据软开关谐振理论,对三相高频交流交交变换器,提出了一种新颖的脉冲密度调制(PDM)的控制策略,并采用PDM控制策略建立了变换器的数学模型和仿真模型,分析了变换器输出波形。研究表明,在高频输入信号条件下,PDM控制技术可以将高频输入电压合成为幅值和频率变化的低频信号,具有操作简单、控制方便的特点。     

准谐振变换器的建模与性能分析

以Boost式零电流开关准谐振变换器(ZCS—QRCs)为例，论述了准谐振变换器的工作原理．利用基于电路拓扑的简化分析技术建立了非线性动态电路模型，并对其电压转换比在不同负载下与开关频率的关系曲线进行了分析．结果表明，要在不同负载和不同输入电压下得到符合要求的输出电压，需采用全波模式下的脉冲频率调制策略．另外，对输出电压的阶跃响应曲线进行仿真分析，该模型易于利用MATLAB软件仿真，结果具有大信号瞬态响应曲线．