三電平LLC諧振變換器特性分析和控制策略研究.pdf

1、LLC諧振變換器相對于PWM變換器具有開關頻率高，開關損耗小，功率密度大，體積小，效率高等優(yōu)點，因此在DC-DC電源、電動汽車充電等應用領域得到廣泛關注和研究。與傳統的諧振變換器相比，三電平LLC諧振變換器的開關管電壓應力降為輸入電壓的一半，適合于電壓輸入較高的情況。且能夠使原邊開關管零電壓開通(zero voltage switching，ZVS)和副邊二極管零電流關斷(zero current switching，ZCS)，因此具有

2、較高的變換效率。
　　本文以三電平半橋LLC諧振變換器為拓撲，分析了傳統的變頻控制策略，給出了變頻調制的工作過程和等效電路，通過基波近似法分析了輸出電壓增益與開關頻率的關系，并指出了變頻調節(jié)在輸出電壓調節(jié)范圍上的不足。為了能夠提高電壓調節(jié)范圍，本文在三電平半橋拓撲上引入了移相調制，分析了其工作過程、電壓調節(jié)范圍及軟開關條件，導出了實現軟開關的工作狀態(tài)分界點，由此提出一種三電平半橋LLC諧振變換器移相和變頻相結合的混合式調制策略，該

3、策略根據軟開關工作狀態(tài)，切換移相調制和變頻調制，以實現全程軟開關和寬范圍輸出電壓控制。
　　小信號分析是閉環(huán)控制的必要環(huán)節(jié)。移相模式下由于開關頻率保持恒定，利用狀態(tài)空間平均法對LLC諧振變換器進行了小信號建模，推導出了其穩(wěn)態(tài)模型和小信號模型，并設計了控制器;傳統的狀態(tài)空間法不適用于變頻模式，本文采用了等效電路法對LLC諧振變換器進行小信號建模，并設計控制器。兩種控制策略均通過閉環(huán)仿真進行了驗證。
　　最后，本文對三電平半橋L