半橋LLC諧振變換器的控制環(huán)路設計.pdf

1、隨著電力電子技術和功率半導體器件的飛速發(fā)展，開關變換器的工作頻率不斷提高。諧振變換器采用軟開關方式，相較于PWM變換器采用的硬開關方式，能有效地解決高工作頻率下低轉換效率的問題。但是，為實現(xiàn)軟開關而加入的諧振元件會使控制環(huán)路較難穩(wěn)定，因此諧振變換器的控制環(huán)路設計受到了國內外研究者的重視。
　　本文首先研究了半橋LLC諧振變換器的工作原理，詳細分析了初級開關管的ZVS及次級整流二極管的ZCS軟開關過程。接著使用基波等效(FHA)的方

2、法簡化LLC諧振電路，利用Matlab軟件對其等效電路進行了仿真，分析了穩(wěn)態(tài)特性。隨后給出了諧振槽諧振元件參數(shù)的設計步驟，并對參數(shù)進行了完整設計。在此基礎上，對半橋LLC諧振變換器采用擴展描述函數(shù)(EDF)的方法進行了小信號建模，利用Matlab軟件仿真驗證了小信號模型，根據(jù)小信號模型的動態(tài)特性曲線，指導設計控制環(huán)路。最后利用PSIM軟件搭建了半橋LLC諧振變換器閉環(huán)系統(tǒng)，仿真分析了變換器的穩(wěn)態(tài)性能、動態(tài)性能，并驗證了控制環(huán)路設計的正確

3、性和有效性。
　　仿真驗證表明:所設計的電壓環(huán)和電流環(huán)雙環(huán)控制的半橋LLC諧振變換器，控制環(huán)路的帶寬為10kHz～12kHz，相位裕度大于45°。在全負載范圍內，實現(xiàn)了開關管和整流二極管的軟開關。負載由空載變?yōu)闈M載的響應時間小于2.8ms、下沖電壓小于1.2％，由滿載變?yōu)榭蛰d的響應時間小于2.9ms、過沖電壓小于1.2％。輸入電壓由420V變?yōu)?60V的響應時間小于2.4ms、下沖電壓小于0.88％，由360V變?yōu)?20V的響應時