本文關(guān)鍵詞：LLC諧振變換器的運行動態(tài)分析與優(yōu)化

  更多相關(guān)文章： LLC諧振變換器 數(shù)值模型 啟動優(yōu)化 峰值電流控制

【摘要】：隨著通信系統(tǒng)、計算機以及消費電子的發(fā)展,更高效率、更小體積的電源系統(tǒng)成為了用戶的廣泛需求。LLC諧振變換器能夠?qū)崿F(xiàn)主開關(guān)管零電壓導通,效率高、功率密度大并且工作范圍寬,受到廣泛研究和應用。然而,不同于傳統(tǒng)PWM變換器,LLC諧振變換器的動態(tài)特性十分復雜,給其動態(tài)的分析和控制帶來了一些難題。LLC諧振變換器的諧振頻率接近于開關(guān)頻率,且其工作特性隨開關(guān)頻率和負載變化而變化,具有很強的非線性,因此難以應用傳統(tǒng)線性分析方法分析其動態(tài)特性。LLC諧振變換器的諧振腔動態(tài)非�？�,但輸出動態(tài)相對緩慢,因這種動態(tài)差異,以至于在一些快速變化的動態(tài)過程中,如啟動過程、負載突變過程等,諧振腔內(nèi)容易出現(xiàn)很大的電流應力,威脅系統(tǒng)的安全運行。為了準確分析LLC諧振變換器的動態(tài)過程,本文首先詳細分析了其在不同工作頻率下的開關(guān)模態(tài),并從中總結(jié)出了9種不同的模態(tài),分析了模態(tài)之間的轉(zhuǎn)換條件,建立了LLC諧振變換器的數(shù)值模型,該模型可精確描述開關(guān)周期內(nèi)諧振變量的變化過程,可用于分析LLC諧振變換器的快速動態(tài)過程。應用數(shù)值模型,分析和優(yōu)化了LLC諧振變換器的啟動動態(tài)。本文在LLC諧振變換器的數(shù)值模型基礎上,建立了降頻啟動方法的數(shù)值模型,應用該模型,得出了啟動頻率與初始電流沖擊的關(guān)系曲線,通過該曲線可選擇合適的啟動頻率。為了降低啟動頻率,本文提出了一種調(diào)寬啟動策略,并基于數(shù)值模型分析了啟動初始電流沖擊與啟動初始占空比的關(guān)系,采用該策略可直接在諧振頻率處啟動。為了將啟動過程中的諧振電流峰值抑制在限定的范圍內(nèi),本文根據(jù)限流值得出了占空比與輸出電壓的關(guān)系,優(yōu)化了調(diào)寬啟動過程。為了分析LLC諧振變換器的動態(tài)性能,本文基于數(shù)值算法建立了其小信號時域分析模型,分析了開關(guān)頻率以及輸出參數(shù)對變換器小信號特性的影響。根據(jù)分析結(jié)果,給出了單電壓環(huán)控制策略中控制參數(shù)的設計原則。在負載突變工況中,為了加快輸出動態(tài),必須加大單電壓環(huán)控制帶寬,但同時會引起諧振電流的較大超調(diào),為了解決這一矛盾,本文提出一種峰值電流控制策略,通過增加諧振電流峰值限流內(nèi)環(huán),可在負載突變過程中有效控制諧振電流峰值�？傊�,本文基于數(shù)值算法,分析和解決了LLC諧振變換器在啟動和負載突變等快速動態(tài)中出現(xiàn)的電流沖擊問題,保障了系統(tǒng)的安全運行。
【關(guān)鍵詞】：LLC諧振變換器 數(shù)值模型 啟動優(yōu)化 峰值電流控制
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM46
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 1 緒論11-20
• 1.1 研究背景11-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-18
• 1.3 本文研究內(nèi)容與結(jié)構(gòu)18-20
• 2 LLC諧振變換器的基本特性分析與數(shù)值模型20-49
• 2.1 LLC諧振變換器的電路結(jié)構(gòu)20-21
• 2.2 LLC諧振變換器的開關(guān)模態(tài)分析21-29
• 2.3 LLC諧振變換器的穩(wěn)態(tài)特性分析29-37
• 2.4 LLC諧振變換器的數(shù)值模型37-47
• 2.5 仿真和實驗驗證47-48
• 2.6 本章小結(jié)48-49
• 3 LLC諧振變換器的啟動動態(tài)分析與優(yōu)化49-63
• 3.1 引言49-51
• 3.2 降頻啟動方法的分析51-53
• 3.3 調(diào)寬啟動方法的分析與優(yōu)化53-57
• 3.4 仿真和實驗結(jié)果57-62
• 3.5 本章小結(jié)62-63
• 4 LLC諧振變換器的負載瞬時動態(tài)分析與優(yōu)化63-73
• 4.1 引言63
• 4.2 LLC諧振變換器的小信號分析模型63-68
• 4.3 LLC諧振變換器的單環(huán)控制策略68-69
• 4.4 LLC諧振變換器的峰值電流控制策略69-71
• 4.5 實驗結(jié)果71-72
• 4.6 本章小結(jié)72-73
• 5 全文總結(jié)與展望73-75
• 5.1 全文總結(jié)73-74
• 5.2 未來工作展望74-75
• 致謝75-76
• 參考文獻76-82
• 附錄1攻讀學位期間發(fā)表論文、專利目錄82

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本文編號：811477