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一种基于数字控制的谐振变换器设计

发布时间:2020-06-30 20:24:08 阅读: 来源:锐钛型钛白粉厂家

摘要:LLC谐振变换器能以很小的工作频率变化,调节宽范围的输出功率,在全负载变化范围实现功率开关管的零电压开通和零电流关断。此处选取数字信号处理器(DSP)作为控制单元,设计了基于DSP的LLC谐振变换器,并通过分析给出了实现数字PI控制的具体算法和系统软件设计。最后给出了模块样机的实验波形,验证了理论分析的正确性。关键词:变换器;谐振;数字信号处理器1 引言 近年来,LLC谐振变换器由于其简单、高效、软开关等特点得到广泛关注和研究。与传统谐振变换器相比,LLC谐振变换器兼备了串联谐振变换器和并联谐振变换器的优点,其输出调节范围宽,开关损耗小,能在全负载范围内实现ZVS开通。文献主要讨论了LLC谐振变换器的拓扑结构、工作性能和基波建模分析。 对于LLC谐振变换器,变频控制是主要的控制方法。通过调节开关管的工作频率,改变变换器的增益特性,从而在宽输入电压范围内满足增益要求。目前,对LLC谐振变换器的研究多采用模拟控制,但其存在一些固有缺点,与模拟控制相比,数字控制可以简化硬件电路,消除因离散元件造成的不稳定和电磁干扰,具有设计周期短、控制精度和灵活性高等特点。 鉴于LLC谐振变换器优越的性能和目前模拟控制的局限性,此处将数字控制和软开关技术相结合,利用TMS28027系列芯片完成电源的控制策略,对LLC谐振变换器进行数字控制研究。最后通过实验验证了理论分析的正确性和有效性。2 LLC谐振变换器 图1示出LLC谐振变换器结构。两个功率MOSFET VQ1和VQ2构成半桥结构,其驱动信号均为占空比为0.5的PWM波,构成了互补信号。该变换器的研究目标是在330 V~390 V宽输入范围的电压下,维持输出电压恒定为48 V,额定功率为150 W,并且满载运行时,工作效率在94%以上。

本文引用地址:

VDoss1,Coss1和VDoss2,Coss2分别为VQ1和VQ2的体二极管和寄生电容。整流二极管VD1和VD2组成一个中心抽头的全波整流电路,Co为滤波电容。LLC谐振变换器有两个谐振频率,一个是Lr和Cr参与谐振的频率,另一个是Lr,Cr和Lm参与谐振的频率。两个谐振频率分别为:

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