高效的LLC谐振变换器变模式控制策略.pdfVIP

第35卷第1期 电力自动化设备 V01．35No．1 ElectricPowerAutomation 2015年1月 Equipment Jan．2015痂 高效的LLC谐振变换器变模式控制策略 潘海燕1一，贺 超1，蒋友明2，陈国柱1 (1．浙江大学电气工程学院，浙江杭州310027； 2．台州职业技术学院电子电气工程系．浙江台州318000) 时变换器采用FM控制以获得最大性能效率：输入电压降低时，采用非对称占空比PWM控制使变换器处于 反激变换模式，获得最大电压增益：在输入电压较高或负载较轻时．采用对称占空比PWM控制，实现全负载 式以及特性进行了分析．给出了控制方案电路框图。实验结果验证了变模式控制策略的可行性，变换器获得 了更高性能效率和更高功率密度。 关键词：变模式控制；脉冲宽度调制；频率调制；ZVS；ZCS；LLC谐振变换器；变换器 中图分类号：TM46 文献标识码：A 0 引言 化方案…z．5’·o．幢]。分析过程表明，变换器品质因数p 和变压器励磁电感与谐振电感的比值K是直接影响 随着消费电子产品如LED驱动、液晶电视(LCD LLC谐振变换器变换效率的关键参数，必须谨慎设计。 TV)等设备的迅速增长．要求开关电源具有较高的 0取决于负载，受所选取的K值限制ilo：，于是对LLC 性能效率和功率密度。与一般软开关变换器相比． 谐振变换器性能影响的关键因素是K值的选取．较 LLC谐振变换器能实现开关管零电压开关(ZVS)和 大K值会带来变换器性能优化和效率提高…z·10-11]。 一定条件下整流管的零电流开关(ZCS)，拓扑结构 另一方面．负载固定即Q值一定时．低K值可以 元器件数量少．谐振储能元件容易集成到变压器中． 获得相同增益范围下更窄的开关频率．这有利于优化 具有很高的变换效率．获得了广泛的关注…。 变压器尺寸．也便于设计控制电路，于是变换器希望 LLC谐振变换器常规采用可变频率调制(FM) 选取较小K值和低励磁电感值．折中的结果导致了工 技术，即占空比固定为1／2的脉冲宽度调制(PWM) 业应用中K值选取普遍不高il：。低K值会造成变压 信号对称驱动上下臂开关管．用调节开关频率的方 器低的励磁电感或高的谐振电感设计．带来更多的导 法控制功率流到输出侧。当输入电压在较大范围内 通和开关损耗：并且随着负载减轻，开关频率升高， 变化时．为了使谐振槽电压增益发生变化，获得稳 会带来更大的循环电流。 定的输出电压．需调节开关频率偏离谐振点．这将 为解决上述矛盾．本文在不改变主电路结构前提 导致LLC谐振变换器性能和效率的降低㈦。为了实 下．提出了LLC谐振变换器变模式控制策略：额定输 现LLC谐振变换器在足够电压调整率下更高的负 入电压附近采用常规的FM控制方式．利用频率改变 载效率，许多文献提出了各种优化方案，如三电平控 电路增益，以获得最大的性能效率；输入电压跌落较 制技术[3]、同步整流技术…和参数优化设计El—s：等。