[发明专利]一种基于输入电压反馈的LLC变换器控制方法

说明书

本发明涉及一种基于输入电压反馈的LLC变换器控制方法，包括采集输出电流i_o，并将瞬时采集的输出电流i_o与给定输出电流i_ref做差产生PI调节输入信号，构成输出电流反馈环路，使得LLC变换器按照给定输出电流i_ref进行输出电流；采集LLC变换器的输入电压u_in，将输入电压u_in与平均输入电压u_ave做差产生前馈信号；将电压前馈和电流反馈进行结合，按照控制策略调整工作频率，实现通过降低输出电压增益控制输出波纹，抑制LLC变换器输出波形的纹波，本发明将由电压传感器直流侧电容输入参与前馈，可有效抑制LLC输出波形的低频纹波，尤其是抑制LLC输出波形的二次谐波，控制方法简单，易于实现。

技术领域

本发明属于电力电子技术应用领域，尤其是输入电压前馈控制方法领域。

背景技术

随着电力电子技术的飞速发展，开关变换器相关技术也随之进步，更多的拓扑结构和控制方法被提出，尤其是软开关变换器由于其ZVS、ZCS特性在现代电源技术中得到了广泛的应用，其中LLC变换器解决了高输入电压情况下变换器效率低的问题，且具有以下优点：

(1)副边二极管电压应力低；

(2)采用频率控制，LLC谐振变换器中的变压器没有直流偏置现象；

(3)在在轻载和满载的情况下，均可实现零电压开关。

但是由于直流侧电容存在充放电的过程，当电网电压大于直流侧平均输入电压u_ave时，电容充电；当电网电压小于直流侧平均输入电压u_ave时，电容放电；反映在输入电压波形上则可发现波形含有低频谐波，二倍频谐波尤为明显，且会由输入侧引入到输出负载侧。

发明内容

为了解决上述直流侧电压波动带来的输出电流波动问题，本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种基于输入电压反馈的LLC变换器控制方法,包括以下步骤，

S1、采集输出电流i_o，并与给定输出电流i_ref做差产生PI调节输入信号，构成电流反馈，使得LLC变换器按照给定输出电流i_ref进行输出电流；

S2、采集LLC变换器的输入电压u_in，将输入电压u_in与平均输入电压u_ave做差产生电压前馈信号，构成电压前馈；

S3、将电压前馈相和电流反馈相进行结合后，并根据输入电压u_in和平均输入电压u_ave之间满足的控制策略调整工作频率，进而降低输出电压增益、控制输出波纹。

作为本发明的进一步优化方案，所述步骤S3中电压前馈和电流反馈的结合方式为将电流反馈项与电压前馈项相乘，得到用于工作频率调节的控制变量。

作为本发明的进一步优化方案，所述步骤S3中的控制策略包括以下步骤，

S31、获取LLC变换器的输出电压和频率的增益曲线，并确定满足约束条件的工作频率范围；

S32、在此工作频率范围内，当输入电压u_in高于平均输入电压u_ave时，提高开关管工作频率；当输入电压u_in低于平均输入电压u_ave时，降低开关管工作频率。

作为本发明的进一步优化方案，所述步骤S31中约束条件为工作频率增加电压增益下降，工作频率减小电压增益提高。

作为本发明的进一步优化方案，所述步骤S31的中获取LLC变换器的输出电压和频率的增益曲线，包括以下步骤；