發(fā)布時間：2020-08-21 20:49

【摘要】：LLC諧振變換器無需增加輔助電路,即可實現(xiàn)全負載范圍的原邊開關管零電壓開通和副邊整流二極管零電流關斷,可實現(xiàn)高功率密度同時保持高效率。這使得LLC諧振變換器成為研究的熱點。另一方面,LLC諧振變換器是一個復雜的高階系統(tǒng),小信號傳遞函數(shù)的開環(huán)增益隨工況劇烈變化,這容易使變換器控制性能惡化,針對該問題本文分析了開環(huán)增益的變化規(guī)律,并據(jù)此提出了一種抗漂移模糊PID控制。本文首先分析了LLC諧振變換器的工作模態(tài)及調(diào)壓原理,進行了LLC諧振變換器關鍵參數(shù)特性分析,介紹了LLC諧振變換器小信號傳遞函數(shù)零極點漂移特性。根據(jù)參數(shù)特性分析,進行了實驗平臺主功率電路參數(shù)設計。其次,提出一種抗漂移模糊PID控制,本控制方法根據(jù)開環(huán)增益的變化規(guī)律,以開關頻率及負載電流作為輸入變量,在線調(diào)整比例系數(shù),達到抵消開環(huán)增益漂移的效果。介紹了LLC諧振變換器的開環(huán)增益漂移特性,其中,重點介紹并分析了開環(huán)增益變化規(guī)律及開環(huán)增益漂移的危害,為下文提供理論基礎。對LLC諧振變換器進行小信號建模,據(jù)此,整定了PID初始系數(shù)。然后設計模糊控制器,包括隸屬函數(shù)設計、輸入輸出子集設計、模糊規(guī)則設計及解模糊方法設計。接著,對模糊控制器抗漂移效果進行分析,驗證了抗漂移模糊PID控制可抵消開環(huán)增益漂移的影響。再根據(jù)以上設計在MATLAB中利用fuzzy工具箱搭建相應模型,于傳統(tǒng)PID控制方法進行對比仿真,驗證了本文所提抗漂移模糊PID控制的優(yōu)越性。最后,詳細介紹了實驗平臺控制系統(tǒng)軟、硬件設計。搭建了800W的實驗平臺,對拓撲進行開環(huán)測試、負載階躍響應對比測試、負載調(diào)整率測試、電壓調(diào)整率測試以及效率測試。實驗結(jié)果驗證了抗漂移模糊PID控制應用于LLC諧振變換器的優(yōu)越性及可行性。
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM46
【圖文】：

圖 2-7 LLC 諧振變換器增益圖(Q=0.2，n=1)LC 諧振變換器電壓增益隨 k 值及開關頻率變化圖，假設 Q得，k 值越小，電壓增益范圍越大，相同增益范圍對應的磁性元件的工作及開關管高效運行。因此，從增益及開關量小。但當諧振電感 Lr固定，則隨著 k 值減小，意味著勵變換器效率降低，具體將在下節(jié)展開分析。 Lm對 LLC 諧振變換器的影響對 LLC 諧振變換器性能影響很大，是 LLC 諧振變換器的感 Lm對 LLC 諧振變換器的影響。的影響0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.400.51fsfnVgs1Vgs2/Ir/ILm

華南理工大學碩士學位論文的影響，只保留直流及低頻交流分量的信息，此前提稱為“小紋波假設”。而 LLC 諧振變換器是通過“基波”傳遞能量的，開關頻率附近的高頻交流信息不可被消除，所以不符合“小紋波假設”[36]。有學者提出擴展描述函數(shù)建模法[37-39]，利用基爾霍夫定律對諧振變換器各部分列出非線性狀態(tài)方程，用擴展描述函數(shù)法對非線性環(huán)節(jié)進行線性化處理，用諧波平衡法得到其大信號模型，對大信號模型進行小信號擾動與線性化處理，最后得到某個穩(wěn)態(tài)工作點的小信號模型。然而此建模過程過于復雜，不便于應用。為此，一種時域仿真加曲線擬合的方法被提出，它免去了復雜的建模過程，便于工程設計[40]。

第三章 抗漂移模糊 PID 控制策略研究電路級仿真，如圖3-10所示。通過模擬環(huán)路分析儀原理，掃。注：仿真電路包含增益為20k的壓控振蕩器(VCO),仿真圖忽，把波特圖數(shù)據(jù)導入 MATLAB Curve Fitting Tool 工具箱，進LLC 諧振變換器開關頻率小于諧振頻率，此時系統(tǒng)可簡化為設模型代入工具箱進行擬合，如圖 3-12 所示。不考慮高頻特C 諧振變換器小信號簡化模型：310( 4545454)( )( 1969)( 55410)sG ss s++ +

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 孫孝峰;申彥峰;朱云娥;劉飛龍;吳俊娟;;一種Boost型寬電壓范圍輸入LLC諧振變換器[J];中國電機工程學報;2015年15期

2 江添洋;張軍明;汪i襠

本文編號：2799844