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)點而被廣泛應用，但LLC變換器的設計仍然面臨著瞬態(tài)響應慢，過流保護設計和實現(xiàn)同步整等挑戰(zhàn)。本文就這些問題展開討論和研究，目標旨在提高LLC變換器的動態(tài)特性和轉換效率。
　　根據(jù)工作區(qū)間及開關開合狀態(tài)，將穩(wěn)態(tài)時的一個開關周期內(nèi)的運行過程分解成六種可能出現(xiàn)的線性狀態(tài)，對這六種狀態(tài)建立對應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變過程。文章提出在欠諧振區(qū)次級二極管導通時間固定且其時間近似等于半諧振周期的新結論。通過數(shù)學推導，仿真和實驗證明了該結論的正確性。該結論給可以電路自動調(diào)節(jié)補償器參數(shù)提供一種新的思路。
　　建立LLC諧振變換器的開關模型，使用時域仿真得到其動態(tài)特性的小信號波特圖，利用MATLAB研究其小型號的動態(tài)特性。經(jīng)過分析本文給出了欠諧振區(qū)和過諧振區(qū)的小信號傳遞函數(shù)的擬合表達式。得到的表達式顯示，欠諧振

3、區(qū)和過諧振區(qū)的小信號特性有較顯著的區(qū)別。在低頻區(qū)，工作在過諧振區(qū)的變換器存在一個單極點而欠諧振區(qū)是雙極點;在高頻區(qū)上，過諧振區(qū)上的零點會隨工作頻率變化移動，但欠諧振區(qū)間沒有明顯的變化;欠諧振區(qū)有一個有右半平面零點在高頻區(qū)，而過諧振區(qū)不存在該零點但是此處有一個極點。
　　在得到LLC變換器的小信號傳遞函數(shù)后，在基于DSP平臺上對其進行數(shù)字化設計。使用SISOTool工具進行補償器設計，并得到補償函數(shù)的數(shù)學表達式。討論利用模擬-數(shù)字重

4、設計方法將補償函數(shù)離散化的設計過程和獲取補償函數(shù)的在離散域的表達形式及其差分方程的過程。利用得到的差分方程，來在DSP平臺上實現(xiàn)對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，該方法可以自動跟蹤期望的同步整流導通周期。該方法通過計算同步整流管導通前后的VdsSR的差值來判斷同步整流管寄生二級管的導通狀態(tài)避免了寄生參數(shù)的影響，解決了寄生參數(shù)對控制信號產(chǎn)生的干擾問題。根據(jù)判斷結果DSP自動調(diào)整同步整流