數(shù)字控制式LLC諧振變換器建模分析與驗證

2 仿真與實驗結(jié)果

　　通過以上分析，得到了相應(yīng)的PID補(bǔ)償器，本節(jié)以電流閉環(huán)為例給出了相應(yīng)的仿真結(jié)果。

2.1 仿真結(jié)果

　　圖8所示分別為變換器恒流輸出模式下負(fù)載突卸、突加的仿真波形。

　　從仿真波形上可以看出，電流環(huán)跟蹤性能良好，能夠按照指定準(zhǔn)確輸出，并且動態(tài)過程沒有過大的沖擊，表明本文所設(shè)計的環(huán)路具有良好的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)性能。

2.2 實驗結(jié)果

　　按照實際系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，搭建實驗平臺，平臺包括電源側(cè)、變換器側(cè)以及負(fù)載側(cè)，其中電源采用單相調(diào)壓器進(jìn)行模擬，調(diào)壓器額定頻率50Hz工頻，交流輸入220V，輸出電壓可調(diào)范圍為0~250V;變換器為由LLC諧波變換器、EMI濾波器、控制芯片等構(gòu)成的控制平臺，其中半橋LLC諧波變換器功率變壓器采用EE55磁芯，原副邊繞線匝數(shù)分別為6、3，變比為2;負(fù)載側(cè)由電子負(fù)載模擬蓄電池，設(shè)備可以作為恒壓負(fù)載或恒流負(fù)載使用，從而模擬蓄電池的恒壓充電以及恒流充電特性。

　　圖9為變換器運(yùn)行于恒流模式，指定輸出30A、10A的穩(wěn)態(tài)實驗波形以及負(fù)載突加、突降時的動態(tài)響應(yīng)實驗波形，用以驗證本文所設(shè)計的數(shù)字PID控制器的閉環(huán)控制性能。

　　從圖9可以看出，本文所設(shè)計的變換器能夠按照指定電流進(jìn)行輸出，且穩(wěn)態(tài)性能良好，針對蓄電池負(fù)載，變換器可以實時地根據(jù)負(fù)載情況進(jìn)行動態(tài)跟蹤，達(dá)到蓄電池充電的目的。

　　從實驗波形上可以看出，實驗結(jié)果與仿真結(jié)果具有較好的一致性，驗證了環(huán)路的穩(wěn)態(tài)跟蹤性能以及動態(tài)響應(yīng)特性。

3 結(jié)論

　　通過擴(kuò)展函數(shù)描述法得到數(shù)學(xué)模型，給諧振型變換器的建模提供了理論支撐;再通過離散化，在z域驗證數(shù)字控制式系統(tǒng)的穩(wěn)定性，證實了數(shù)字控制延時等對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，最后，根據(jù)仿真和實驗結(jié)果可以看出，本文所設(shè)計的系統(tǒng)環(huán)路具有良好的穩(wěn)態(tài)跟蹤性能和動態(tài)響應(yīng)特性。在此基礎(chǔ)上，可以展開進(jìn)一步研究，尋求除降低系統(tǒng)帶寬外更準(zhǔn)確的適用于數(shù)字控制的環(huán)路設(shè)計方案，綜上所述，本文具有較高的研究和參考價值。

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