一种LCC谐振变换器PWM移相混合控制及效率优化方法与流程

技术特征：

1.一种LCC谐振变换器PWM移相混合控制及效率优化方法，其特征在于：包括顺序执行的以下步骤：

步骤一、对LCC谐振变换器的输出电压进行采样获得输出电压采样值，将输出电压采样值与参考值做差得到电压差，将得到的电压差作为电压调节器的输入，得到电压调节器的输出指令值c；

步骤二、对LCC谐振变换器的谐振电流进行采样，经过优化算法得到两个修正系数k₁、k₂；

步骤三、用修正公式计算获得移相角θ和占空比d这2个指令值；

步骤四、将移相角θ和占空比d这2个指令值输入PWM移相混合调制器，得LCC谐振变换器原边四个开关管的驱动信号；

上述过程中，所述步骤二中优化算法的计算流程为：

步骤(1)、设定k₁的初始值为0，根据LCC谐振变换器的任意稳态点P₀(θ₀，d₀)以及修正公式得到k₂的初始值；

步骤(2)、同时增大k₁、k₂的值，判断k₁、k₂增大后的移相角θ和占空比d是满足更新条件；

步骤(3)、若满足更新条件则更新k₁、k₂的值，并得到新的移相角θ和占空比d，并重复步骤(2)，若不满足更新条件则转入步骤(4)；

步骤(4)、减小k₂的值，判断k₂减小后的移相角θ和占空比d是否满足更新条件；

步骤(5)、若不满足条件则结束算法并输出上次更新前的k₁、k₂的值，若满足条件则更新k₂的值，并输出k₁、k₂的值。

2.如权利要求1所述一种LCC谐振变换器PWM移相混合控制及效率优化方法，其特征在于：所述步骤(2)、(4)中的满足更新条件具体为同时满足以下3个条件：

条件(1)、控制变量θ、d更新后，LCC谐振变换器的标幺化输出功率P_n的波动不超过设定的阈值；

条件(2)、LCC谐振变换器的谐振电流的有效值减小；

条件(3)、满足软开关ZVS实现条件：φ_vi＝φ-φ_AB1≥10°；

其中：

φ_vi为LCC谐振变换器原边输出电压V_AB和谐振电流i_r之间的相位角；

φ为LCC谐振变换器等效电路输入阻抗角；

φ_AB1为LCC谐振变换器原边输出电压V_AB的基波分量V_AB1的相位角。

3.如权利要求1或2所述一种LCC谐振变换器PWM移相混合控制及效率优化方法，其特征在于：所述步骤四中PWM移相混合调制器对LCC谐振变换器的调制按照以下4个条件进行：

条件(1)、LCC谐振变换器的原边超前桥臂上开关管S1和原边超前桥臂下开关管S2互补导通，原边滞后桥臂上开关管S3和原边滞后桥臂下开关管S4互补导通；

条件(2)、原边超前桥臂上开关管S1的占空比恒定，为50％；

条件(3)、三角载波幅值为1，频率为2倍开关频率；三角载波在第k个开关周期从2θ[k]/π开始计数，其中θ[k]为第k个开关周期的移相角，k为任意整数；

条件(4)、原边滞后桥臂下开关管S4驱动信号在第k个周期初始阶段为低电平，在第一个三角载波上升沿中当载波等于d[k]时翻转成高电平，在随后的三角载波下降沿中当三角载波等于d[k]时翻转为低电平，d[k]为占空比指令值。

4.如权利要求2所述一种LCC谐振变换器PWM移相混合控制及效率优化方法，其特征在于：所述条件(1)中，LCC谐振变换器的标幺化输出功率P_n的计算公式为：

$P_n=\frac{cos\left(2\mathrm{\π}\right(0.5-d\left)\right)+4cos\mathrm{\θ}\·cos\left(\mathrm{\π}\right(0.5-d\left)\right)+3}{8}$

5.如权利要求2所述的一种LCC谐振变换器PWM移相混合控制及效率优化方法，其特征在于：所述条件(3)中，LCC谐振变换器等效输入阻抗角φ及V_AB1的相位角φ_AB1的计算公式为：

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\φ}=arctan\left(\frac{\mathrm{\π}A({\mathrm{\ω}}_n^2-1)+sin\mathrm{\α}cos\mathrm{\α}-\mathrm{\α}}{\left({\sin }^2\mathrm{\α}\right)}\right)\\ {\mathrm{\φ}}_{AB1}=arctan\left(\frac{\sin \mathrm{\θ}\cos \left(\mathrm{\π}\right(0.5-d\left)\right)}{\cos \mathrm{\θ}\cos \left(\mathrm{\π}\right(0.5-d\left)\right)+1}\right)\\ \mathrm{\α}=\arccos (1-\frac{\sqrt{2}{\mathrm{\ω}}_s{V}_o{C}_p}{I_{r\_rms}})\end{array}\right.$

其中：

A＝C_p/C_s为谐振电容比值；C_s、C_p分别为串、并联谐振电容；

ω_s为开关角频率；

ω_n为标幺化开关频率；

α为副边整流关断角；

I_{r_rms}为谐振电流有效值；

V_o为输出电压。