LLC諧振變換器的軌跡控制研究

　　摘要：針對LLC諧振變換器諧振槽有多個諧振元件、工作過程復雜、難以對其實現(xiàn)有效控制的問題,本文提出了一種最優(yōu)軌跡控制方法，根據(jù)變換器的具體諧振過程，給出了其多諧振過程的時域方程，并以此推導出其軌跡方程，繪制了其狀態(tài)軌跡圖，給出了詳細的控制法則。軟件仿真和實驗結果表明系統(tǒng)動態(tài)性能良好，驗證了該控制方法的可行性和有效性。

　　引言

　　LLC 諧振變換器因可以實現(xiàn)ZVS、開關頻率高、易于集成等優(yōu)點而受到歡迎。但由于其諧振元件較多，對其實現(xiàn)簡單有效的控制依然并不簡單。文獻^[1]將變頻控制、滑膜控制和軌跡控制等5種控制方法在串聯(lián)諧振電路中方面進行了多方面的比較，結果顯示軌跡控制方法在系統(tǒng)穩(wěn)定性、動態(tài)響應時間、短路承受能力等方面都較其它幾種方法有更好的表現(xiàn)。文獻^[2-5]對串聯(lián)諧振變換器提出了一種簡單的軌跡控制方法。文獻^[6-9]對LCC變換器在DCM和CCM模式下各諧振過程的時域方程做了推導，并未對其控制方法作進一步分析。文獻^[10]分析了LCC諧振變換器的一種軌跡控制方法。本文對CCM模式下的LLC諧振電路的狀態(tài)軌跡進行了分析，繪制了軌跡轉換圖，最后提出了一種對LLC諧振變換器的軌跡進行控制的方法，并用仿真和實驗對該控制方法進行了驗證。

　　1 LLC諧振電路的諧振過程與分析

　　1.1 LLC諧振電路的諧振模態(tài)分析

　　LLC諧振變換器的主電路拓撲如圖1所示。其主要工作波形和相應時段的諧振模態(tài)分別為圖2和圖3。