[發明專利]一種多相交錯并聯LLC變換器的均流控制方法

有效

• 申請號: 201911042004.5
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN110739857B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 吳旋律;羅徳杰;吳盼盼;吳小華
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M1/32;H02M1/14
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 金鳳

1.一種多相交錯并聯LLC變換器的均流控制方法，其特征在于包括下述步驟：

步驟1：設計LLC電路，輸入電壓為V_in，經過全橋逆變橋后，進入諧振腔并經過變壓器變壓，變壓后的電壓經過全橋整流橋輸出，其中，整流橋的實際負載為R_L，諧振腔的諧振電容為C_r，電容Cr串聯諧振電感L_r，并聯電感為勵磁電感L_m，確定關鍵參數變壓器變比，諧振電容，諧振電感和勵磁電感，前級逆變橋與后級整流橋均為全橋結構的LLC電路，當參數設計完成后，LLC電路的諧振增益隨之確定且不能改變，將多個LLC電路進行并聯，組成LLC電路并聯系統，且LLC電路的輸入端為串聯或并聯，輸出端為并聯；

步驟2：對于輸入端串聯或者并聯輸出端并聯的LLC電路，使每相的MOS管開關信號相位相差(180/N)°，其中N為并聯系統中LLC電路的個數，此即為交錯并聯；在每個開關周期對每相LLC電路的諧振電流的峰值進行采樣，表示為LLC電路并聯系統諧振電流的平均值，I_ri為第i相的諧振電流峰值的采樣值，e_ri為第i相與并聯系統的諧振電流平均值的誤差：

γ_i定義為第i相LLC變換器的零矢量因子，調節第i相增益所注入的零矢量時間為t＝γ_iT_s，其中T_s為LLC變換器的開關周期；定義G_ac為LLC變換器的諧振腔增益：

式(3)中k為勵磁電感與諧振電感的比值，k＝L_m/L_r，Q為品質因數R_ac為等效負載，R_ac＝8n²R_L/π²，其中n為變壓器的變比，R_L為實際負載；F_x＝f_s/f_r，f_s為開關頻率，f_r為諧振頻率，

定義G_t為單個LLC變換器的整體增益，γ_i與LLC電路的整體增益公式為：

其中n為變壓器的變比；

步驟3：當LLC并聯系統中參數設計完成后，當檢測到第i相的諧振電流大于并聯系統的諧振電流的平均值時，即e_ri≠0時，則通過PI控制器的調節，將第i相變換器的零矢量的寬度增加，從而減小其電流值，直至e_ri＝0，此時第i相LLC電路的諧振電流等于LLC并聯系統諧振電流的平均值；LLC并聯系統中的每一相LLC電路均進行控制，當LLC并聯系統的每一相的誤差e_ri＝0時，每一相的諧振電流都與LLC并聯系統的諧振電流平均值相等，即完成了均流控制。

2.根據權利要求1所述的一種多相交錯并聯LLC變換器的均流控制方法，其特征在于包括下述步驟：

所述步驟1到步驟3中，用于參與均流控制的諧振電流亦可換作整流橋的輸出電流，其控制方法與諧振電流一致；在每個開關周期對每一相LLC變換器的整流橋輸出電流的峰值進行采樣，表示為LLC并聯系統整流橋輸出電流的平均值，I_oi為第i相的整流橋輸出電流峰值的采樣值，e_oi為第i相整流橋輸出電流與并聯系統的整流橋輸出電流平均值的誤差：

當檢測到第i相的整流橋輸出電流大于并聯系統的整流橋輸出電流的平均值時，即e_oi≠0時，則通過PI控制器的調節，調整第i相的開關信號改變第i相的零矢量寬度，從而減小第i相電流值，直至e_oi＝0，此時第i相的整流橋輸出電流等于并聯系統的整流橋輸出電流的平均值；LLC并聯系統中的每一相LLC變電路都進行控制，當系統每一相的誤差e_oi＝0時，每一相的整流橋輸出電流都與并聯系統的整流橋輸出電流平均值相等，即完成了均流控制。