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这里的LLC动态是指LLC电路在突加负载时的动态响应。一般用输出电压的下跌和过冲评判LLC动态性能。
动态响应图

2. LLC动态过程

当负载空载运行时,突加负载,此时输出电压下跌,之后在控制调节的用作下恢复。以下分阶段描述。

  1. 第一个阶段
    在加载时,当负载为恒定电阻载时,在加载时负载模型如图所示:
    ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20200310232043334.png
    U 0 ​ 下降的越慢。
    由于控制的存在,当系统开始响应时,该阶段结束。
    第一个阶段加上第二个阶段的时间就是动态的响应时间。一般需要响应时间越快要好,越快响应,下跌越小。

  2. 第三阶段
    第三阶段为恢复阶段。对于调频控制来说,开关频率从空载频率开始变换。从恢复阶段开始,输出电压下降的速率越来越小,一直到下降到下降速率为0,然后输出电压开始恢复上升。

  3. 第四阶段
    在该阶段,输出输出电压恢复上升,但由于**的原因,输出电压会保持在较低于空载输出电压的电压。

  4. 第五阶段
    当负载电流忽然变小时,或者忽然卸载时,输出电压会上冲。由于采样的延迟,调节需要时间,当控制开始响应时,输出上升的斜率变小,一直变小到0,然后开始恢复,但会恢复到略高于空载电压的电压。

3. LLC动态性能分析

从控制的角度分析,动态过程分为响应过程和调节过程。想要有好的动态性能,响应时间和调节时间均要短。
其中,响应时间、调节时间和输入输出条件、LLC参数、信号采样及控制参数有关。

3.1 信号采样

  1. 采样延迟
    在实际布板中,考虑到诸多因素,采样信号的位置也不相同,同一信号的不同采样位置也可能导致信号的延迟和延迟程序的不同。
    为了进行采样信号的匹配,一般会有运放电路,运放电路也有延迟,影响运放电路的有电容和运放的压摆率。
    由于在实际中,干扰是必不可免的,因此需要对信号进行滤波,而滤波会带来信号的延迟,滤波分为硬件滤波和软件滤波。
  2. 采样延迟分析
    延迟不可避免,当延迟大时,响应时间变长。
    而调节时间变换规律不明确 ,因为当响应时间变长,则在响应时,输出电压下跌更多,这时,进行调节,输出电压误差变大,能更快调节到需要调节的量,调节时间变短;调节时间变大,另一方面,输出电压下跌更多。

3.2 输入条件

这里的输入条件有母线电压。

  1. 母线电压
    当母线电压不同时,满载运行时开关频率不同。在突加载时,当开关频率同从200kHz变到满载运行频率,所需的时间也不同,输出电压下跌的程度也不同。
    不同母线下 如上图所示,当输入电压较高时,Vin2 > Vin1,对应的满载频率f2 > f1, Δ f 2 ​ < Δ f 1 ​ ,则母线电压高时,输出电压下跌小。

3.3 本身参数

这里的参数包括,LLC参数、变压器参数和输出电容。其他参数不是主要影响因素,只要在合理范围内即可。

3.3.1 谐振电感 Q 变大,LLC增益曲线变得更陡,则增加了LLC的频率变换速率。但是此时同一输入输出下,稳态的频率更小,需要更长的频率调节。综合来说,单纯的更变谐振电感,对动态性能时改善还是变差,需要具体的数值定量计算,无法定性分析。

3.3.2 变压器变比

在LLC参数确定之后,如果变压器变比变化,也会引起动态性能的变化。
当变压器变比变大,而输入输出电压不变,因此LLC的稳态增益变小,LLC的稳态工作频率变大,因此动态性能将优于变化之前的。
但是变压器变比不能一直变大,会引起纹波问题,并且LLC的频率整体变大,驱动变压器热增大,不利于电源效率等指标,甚至有炸机风险。

3.3.3 k 值越小,增益曲线的斜率越大,在实现同增益变化量的情况下,其开关频率的改变范围越小,易于磁性元件的优化设计。而在谐振频率一定时,K值越小,励磁电感Lm越小,励磁电流越大,增加了电路的损耗。

3.4 控制

常用的控制为PI控制。传函表达式为:
根据以上 分析 ,在工作区域 1 时,输出电流连续,整流二极管工作在硬开关状态,无法实现 ZCS 关断,存在反向恢复问题。 LLC 谐振变换器直流 增益 曲线 中还存在一个特殊点(1,1),即 fn=1 时,因为 Lr、Cr工作在谐振频率点,谐振网络的阻抗可以等效为零,输入电压相当于直接作为变压器原边激励电压,变换器直流 增益 恒为 1,不受负载大小影响。通过观察易知在 fn =1 处,即变换器工作在谐振频率点时,谐振网络的阻抗等效为零,输入电压相当于直接作为变压器原边激励,电压直流 增益 恒为 1,不受输出负载变换的影响。 LLC 初步 分析 基波 分析 法用基波 分析 法 分析 的原因用基波 分析 法 分析 的条件用基波 分析 法 分析 的目的用基波 分析 法 分析 的适用范围基于基波等效法 分析 LLC 的等效模型 LLC 的输入等效模型 LLC 的输出等效模型 LLC 增益 基波 分析 法 该章节介绍用基波 分析 法 分析 LLC 的原因、条件、目的和适用范围 用基波 分析 法 分析 的原因 LLC 变换依靠近似基波传输能量,所以需要采样基波 分析 法。 用基波 分析 法 分析 的条件 LLC 电路含有LC... 整流输出网络对谐振槽路的负载效应可等效为一个电阻Req 开关网络的输出电压和输出电流分别为谐振网络的输入电压和输入电流;同时, 谐振网络的输出电压和电流也是输出网络的输入电压和输入电流。求出谐振网络的 增益 : 谐振网络 增益 : 根据 增益 表达式可以看出谐振网络在开关操作频率等于谐振频率时, 增益 与品质因数无关,即增... 基于粒子群算法的 LLC 谐振变换器PI控制优化 1 LLC 谐振变换器工作原理 图1为半桥 LLC 谐振变换器示意图,其中,Uin为直流输入电压,Q1,Q2组成半桥开关网络,通过交替驱动的Q1和Q2产生方波电压。变压器T的励磁电感Lm,谐振电容Cr和谐振电感Lr构成了一个谐振网络。变压器的次级具有中心抽头,与D3,D4一起组成了全波整流电路,而整流电路中的电流最后通过Co滤波供给负载。 图1 LLC 谐振变换器示意图 该变换器具有两种谐振频率,Lr与Cr参与谐振时谐振频率: ![在这里插入图片描述](ht