[发明专利]基于虚拟阻抗的LLC谐振变换器并联控制方法

说明书

本发明涉及一种基于虚拟阻抗的LLC谐振变换器并联控制方法，主要包括系统各电气信号采样、电压误差信号补偿、平均电流产生、电流环流通路补偿以及PFM驱动信号生成，通过引入虚拟阻抗对各路环流进行调整，改善各路LLC谐振变换器输出电流均流水平。本发明采用的数字控制方法，利用虚拟阻抗而非采用实际阻抗，获得较好的均流特性的同时，本发明不改变主电路原有的输出特性，并且不增加额外的硬件电路，不产生额外的损耗。提升了LLC谐振变换器的功率应用范围，有助于功率变换器实现更高功率，更高效率以及更大功率密度的应用目标。

技术领域

本发明涉及一种基于虚拟阻抗的LLC谐振变换器并联控制方法，属于电能变换领域。

背景技术

当今，有限的化石能源供给已经无法满足经济社会持续发展的需求，新能源产业得到了广泛的关注。对于更低成本、更高效率和更大功率密度的功率变换装置的需求急速增长。LLC谐振变换器因其突出的性能优势得到了广泛的应用，其优点不限于：输出调整范围宽；在全负载范围内实现原边开关管的ZVS，开关损耗小；副边整流二极管电压应力小；LLC谐振变换器无滤波电感且易于磁集成设计，有利于功率密度的提高。

为了拓宽LLC谐振变换器在更大功率场合的应用，可以通过将LLC谐振变换器进行并联工作。在理想情况下，各路LLC谐振变换器均分功率，在并联分流作用下，各路LLC谐振变换器的负载电流基本相同，电流强度大幅降低。而实际情况下，由于器件之间存在公差，各路LLC谐振变换器参数存在差异，导致每路LLC谐振变换器输出电流不相等。尤其在LLC电路中，即使5％的谐振参数差异也会导致较大的输出电流不平衡，严重时，其中一路会承担几乎全部的功率，极大影响了使用寿命与可靠性。一般情况下器件的参数是无法准确的控制的，所以有效的均流方法变得十分关键。目前，主流的均流方法大都是针对PWM变换器的应用，对于LLC谐振变换器并不适用。

发明内容

本发明的目的是为了实现LLC谐振变换器并联控制，解决因各路LLC谐振变换器谐振参数误差而导致的输出电流不均衡问题。

为解决上述技术问题本发明提供了一种引入虚拟阻抗的数字控制方法，通过调频控制，改善各路LLC谐振变换器输出均流水平。该基于虚拟阻抗的LLC谐振变换器并联控制方法包括如下步骤：

步骤一、采用数字控制器采样并联LLC谐振变换器的输出电压信号U_o和n路输出电流信号I_o1,I_o2,...,I_on，并根据输出电压指标初始化设置输出电压参考值U_o^*，n表示并联LLC谐振变换器的路数，其中2≤n≤6；

步骤二、将输出电压信号U_o减去输出电压参考值U_o^*得到输出电压误差信号，该输出电压误差信号经过电压环比例-积分补偿器运算，得到电压环补偿输出信号V_m0；

步骤三、将n路输出电流信号I_o1,I_o2,...,I_on送入平均电流产生单元，得到负载平均电流信号I_av；

步骤四、n路输出电流信号I_o1,I_o2,...,I_on分别减去步骤三中得到的负载平均电流信号I_av，得到n路环流信号I_j1,I_j2,...,I_jn；

步骤五、n路环流信号I_j1,I_j2,...,I_jn分别经过虚拟阻抗Z_v补偿运算得到环流反馈通路信号V_j1,V_j2,…,V_jn；