一种串联谐振变换器的变频-移相混合控制方法

技术领域

本发明涉及一种串联谐振变换器的变频-移相混合控制方法，属于电力电子技术领域。

背景技术

谐振变换器因其具有软开关特性即能实现原边开关管的零电压开通(ZVS)和副边二极管的零电流关断(ZCS)，进而降低开关损耗，提高变换器的工作效率和功率密度被广泛应用于新能源发电、车载充电机和LED照明等领域。

对于串联谐振变换器来说，变频控制是传统的基本控制策略，通过调整开关管的开关频率来稳定输出电压。它可以在宽电压范围内实现开关管的ZVS，但频率调节范围会不可避免地扩大，不利于变压器、电感等磁性元件的设计。

发明内容

本发明目的是提供一种串联谐振变换器的变频-移相混合控制方法,得到了开关频率信号和移相占空比信号的关系式，即多项式拟合函数D(f

本发明的技术方案是：

一种串联谐振变换器的变频-移相混合控制方法，包含如下步骤：

首先，对串联谐振变换器的输出电压进行采样，与输出电压参考值比较，得到输出电压误差信号；其次，经过PI补偿器得到开关频率信号f

所述多项式拟合函数D(f

D(f

其中a,b,c,d为待拟合参数。

所述串联谐振变换器原/副边采用全桥结构，由原边开关网络、隔离变压器、谐振槽、副边整流器、输出滤波电容和负载电阻构成。

所述多项式拟合函数D(f

定义谐振角频率

其中L

本发明的有益效果是：得到了开关频率信号和移相占空比信号的关系式，即多项式拟合函数D(f

附图说明

图1为本发明变频-移相混合控制框图；

图2为本发明混合控制工作波形图；

图3为本发明串联谐振变换器等效电路图；

图4为本发明混合控制前半个开关周期的工作模态图；

图5为本发明不同品质因数下的ZVS边界曲线图；

图6为本发明同一输出电压下Q

具体实施方式

下面结合附图，通过实例对本发明进一步说明。

一种串联谐振变换器的变频-移相混合控制方法，包含如下步骤：

首先，对串联谐振变换器的输出电压进行采样，与输出电压参考值比较，得到输出电压误差信号；

其次，经过PI补偿器得到开关频率信号f

然后，开关频率信号输入到多项式拟合函数D(f

最后，原边四个开关管的占空比预设为0.5，同一桥臂上下两个开关管互补导通，对角开关管的移相占空比为D；通过PI控制得到的开关频率信号f

所述多项式拟合函数D(f

D(f

其中a,b,c,d为待拟合参数。

所述串联谐振变换器原/副边可采用全/半桥结构，本发明以原/副边全桥结构为例进行分析，它是由原边开关网络、隔离变压器、谐振槽、副边整流器、输出滤波电容和负载电阻构成。其中S

所述多项式拟合函数D(f

定义谐振角频率

由式(2)(3)得到i

V

其中t

由v

输出功率P

电压增益的分析是基于电路无损耗的情况。联立式(8)(9)得到电压增益M的表达式为：

式中品质因数Q＝Z

将式(10)代入式(11)，可以得到不同品质因数Q下的ZVS边界图如图5所示，由图5可知，在同一Q下，随着f

所以为了实现全负载范围的软开关，根据变换器设计参数，得到最小品质因数Q

D(f

其中a,b,c,d为待拟合参数，也就是说，当品质因数为Q