數字控制式LLC諧振變換器建模分析與驗證

2 仿真與實驗結果

　　通過以上分析，得到了相應的PID補償器，本節以電流閉環為例給出了相應的仿真結果。

2.1 仿真結果

　　圖8所示分別為變換器恒流輸出模式下負載突卸、突加的仿真波形。

　　從仿真波形上可以看出，電流環跟蹤性能良好，能夠按照指定準確輸出，并且動態過程沒有過大的沖擊，表明本文所設計的環路具有良好的穩態和動態性能。

2.2 實驗結果

　　按照實際系統結構，搭建實驗平臺，平臺包括電源側、變換器側以及負載側，其中電源采用單相調壓器進行模擬，調壓器額定頻率50Hz工頻，交流輸入220V，輸出電壓可調范圍為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，原副邊繞線匝數分別為6、3，變比為2;負載側由電子負載模擬蓄電池，設備可以作為恒壓負載或恒流負載使用，從而模擬蓄電池的恒壓充電以及恒流充電特性。

　　圖9為變換器運行于恒流模式，指定輸出30A、10A的穩態實驗波形以及負載突加、突降時的動態響應實驗波形，用以驗證本文所設計的數字PID控制器的閉環控制性能。

　　從圖9可以看出，本文所設計的變換器能夠按照指定電流進行輸出，且穩態性能良好，針對蓄電池負載，變換器可以實時地根據負載情況進行動態跟蹤，達到蓄電池充電的目的。

　　從實驗波形上可以看出，實驗結果與仿真結果具有較好的一致性，驗證了環路的穩態跟蹤性能以及動態響應特性。

3 結論

　　通過擴展函數描述法得到數學模型，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域驗證數字控制式系統的穩定性，證實了數字控制延時等對系統穩定性的影響，最后，根據仿真和實驗結果可以看出，本文所設計的系統環路具有良好的穩態跟蹤性能和動態響應特性。在此基礎上，可以展開進一步研究，尋求除降低系統帶寬外更準確的適用于數字控制的環路設計方案，綜上所述，本文具有較高的研究和參考價值。

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