本文關(guān)鍵詞： LLC諧振變換器 穩(wěn)態(tài)建模 小信號(hào)特性 數(shù)字控制器設(shè)計(jì) ZVS條件優(yōu)化　出處：《華中科技大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著電力電子理論以及功率器件技術(shù)的發(fā)展，高頻化成為電力電子變換器的必然趨勢。開關(guān)頻率的提高能夠顯著減小電路中磁性元件的體積，從而提高功率密度，但是隨著而來的是效率的降低。為解決這一問題，軟開關(guān)技術(shù)受到關(guān)注。 諧振變換器即是一類利用電感、電容在每個(gè)開關(guān)周期中電流、電壓周期性變化的特性，來實(shí)現(xiàn)開關(guān)管的軟開通和軟關(guān)斷。本文首先介紹諧振變換器家族中幾種常見拓?fù)涞幕咎匦裕槍?duì)本文的寬輸出增益、寬負(fù)載變化的應(yīng)用場合，選擇LLC型拓?fù)鋪碓O(shè)計(jì)本文樣機(jī)——10kW直流變換裝置，接著介紹LLC的研究現(xiàn)狀、關(guān)注熱點(diǎn)，并給出本文所要研究的問題以及解決方案。 LLC多諧振變換器具有復(fù)雜的工作模態(tài)和多變的特性，為了更清晰的理解、描述這些狀態(tài)，本文將LLC的工作狀態(tài)首先分解為幾個(gè)基本模態(tài)，然后以諧振頻率為界，對(duì)不同頻率區(qū)間、負(fù)載下的工作狀態(tài)及其變化趨勢作了詳細(xì)的分析。然后，為了進(jìn)一步分析和計(jì)算，首先建立基本模態(tài)的數(shù)學(xué)模型，然后給出組合模態(tài)的求解思路。 LLC諧振型直流變換器系統(tǒng)具有很強(qiáng)的非線性，導(dǎo)致控制上難以建立精確的模型。本文利用仿真來研究LLC諧振變換器的小信號(hào)特性。針對(duì)由2808DSP所構(gòu)成的數(shù)字控制系統(tǒng)中調(diào)頻調(diào)壓精度以及數(shù)字延遲的問題，為了獲得具備更好的穩(wěn)定性及動(dòng)態(tài)性能的系統(tǒng)，本文嘗試使用高階數(shù)字控制以及多變量反饋控制的策略，選取恰當(dāng)?shù)墓ぷ鼽c(diǎn)，利用前面獲得的LLC小信號(hào)特性，設(shè)計(jì)適用于整個(gè)工作范圍內(nèi)的控制器，，并以仿真驗(yàn)證。 最后，對(duì)LLC的效率問題作了討論，并對(duì)額定工作點(diǎn)處的效率作精確計(jì)算分析�？紤]到實(shí)現(xiàn)ZVS條件對(duì)LLC優(yōu)化運(yùn)行的必要性，本文利用第二章所建立的模型，精確計(jì)算了能夠?qū)崿F(xiàn)主開關(guān)管ZVS的最小死區(qū)，并進(jìn)一步討論開關(guān)頻率的范圍。最后以仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了計(jì)算的準(zhǔn)確性。
[Abstract]:With the development of power electronic technology and theory of power devices, high frequency power electronic converter has become an inevitable trend. The improvement of the switching frequency can decrease the magnetic element in the circuit volume, so as to improve the power density, but with the decrease of the efficiency. In order to solve this problem, soft switching technology has attracted more and more attention.
Resonant converter is a kind of the inductance, capacitance current in each switching cycle, voltage characteristics of cyclical changes, to achieve soft switching switch and soft switching. This paper firstly introduces several basic characteristics of common topology of resonant converter in the family, for the wide output gain, wide application load change in this paper, to design the prototype of 10kW DC converter LLC topology, and then introduces the research status of LLC, the focus, is given in this paper to study the problems and solutions.
Has the working mode of complex and volatile characteristics of LLC multi resonant converter, in order to more clearly understand, describe the state, the working state of LLC is first decomposed into several basic modes, and then taking the resonant frequency is bounded in different frequency range, working state and its change trend under load is analyzed in detail then, in order to further analysis and calculation, we first establish the mathematical model of basic mode, then the solution gives the combination mode.
LLC resonant DC-DC converter system with strong nonlinearity, leading to control it is difficult to establish an accurate model of small signal. To research the characteristics of LLC resonant converter is simulated by this paper. In view of the digital control system composed of 2808DSP frequency precision pressure regulator and digital delay problem, in order to obtain the system stability and dynamic performance better, this paper attempts to use the high order digital control and multi variable feedback control strategy, select the appropriate operating point, LLC small signal characteristics of the front of the controller design is suitable for the whole operating range, and by simulation.
Finally, the efficiency of LLC is discussed, and the efficiency of the rated working point for the accurate calculation and analysis. Considering the implementation of ZVS conditions on the necessity of running LLC optimization, the second chapter of the established model, the minimum dead zone to achieve the main switch ZVS is calculated accurately, and further discuss the scope switching frequency. Finally simulation and experimental results verify the accuracy of calculation.

【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM46

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本文編號(hào)：1540890