论文部分内容阅读
LLC谐振变换器拓扑结构简单,在宽输入电压以及整个负载范围内均可实现零电压导通(ZVS),转换效率高,功率密度大,因而在平板电视和便携式电脑适配器等设备上得到越来越广泛的应用。但其输出滤波电路仅含电容,没有滤波电感,在大电流场合,输出电流纹波较大,频率仅为开关频率2倍,不利于滤波电容容量的降低,设备的使用寿命也受到电容寿命的限制,限制功率等级的提升。三相LLC谐振变换器,除具有单相LLC谐振变换器的诸多优异性能外,各相电流自动均分,降低导通电流。针对三相交错式LLC谐振变换器拓扑,在重点分析fm<fs<fr区间工作模态典型波形的基础上,给出了一种可行的移相控制实现方案,三相桥臂依次延迟120°导通,能自动平衡各相之间的电流,利用移相后电流的叠加效应降低副边整流输出纹波。在fm<fs<fr区间内,副边二极管能自然零电流关断(ZCS),进一步减小电容电流的有效值和ESR上损耗,纹波率此时最低。在单相和三相拓扑结构理论分析的基础上,给出了三相谐振电源重要参数的计算过程与选择依据,搭建了基于PSIM的单电压环控制的三相LLC谐振变换器仿真模型,模拟了三相LLC-SRC系统在稳态,暂态时的仿真波形。通过与同等输入输出条件下单相LLC谐振变换器仿真结果作比较,证明了理论分析的正确性。最后完成了基于DSP数字芯片TMS320F2812的完整的硬件系统的设计和软件控制系统的编写,试制实验样机。给出了在fm<fs<fr、fs=fr、fs>fr不同工作区间,三相拓扑的典型实验波形。各相原边谐振电压、谐振电流、线电压以及副边整流二极管输出电流均呈现延迟1/3周期的相位关系,并重点探讨了各工作区间的纹波情况。通过与仿真结果相对照,证明了文章给出的三相交错移相控制方式的可靠性,实验波形和理论分析具有一致性。实验结果表明,衡量改善程度的指标纹波率仅与并联相数有关,与具体负载的大小无关,三相LLC谐振变换器确实能够有效的降低纹波。