LLC转换器双闭环数字控制策略与环路设计

"这篇硕士论文探讨了OBC (On-Board Charger)中使用LLC谐振转换器的双闭环数字控制方法，以及相关的控制环路计算。作者Oriol Cos Martí在论文中深入研究了如何通过提高开关频率来减小电力电子设备的体积，但同时处理由此产生的开关损耗和散热问题。他提出了使用谐振或准谐振转换器来实现软开关拓扑，以大幅降低开关损耗。" 正文: 在电力电子领域，尤其是在电动汽车的OBC系统中，LLC谐振转换器因其高效、软开关特性而被广泛采用。这种转换器结合了串联谐振和并联谐振的特点，允许在开关器件上实现零电压或零电流转换，从而显著降低开关损耗。 论文中提到的双闭环控制策略，是指在电压控制环路（外环）和电流控制环路（内环）基础上设计的控制结构。电压环负责维持输出电压的稳定，而电流环则确保电流的精确跟踪，以实现快速动态响应和良好的负载调节。在LLC转换器中，这种双闭环设计能够有效抑制电网电压波动和负载变化对系统性能的影响。 控制环路计算是设计这些控制策略的关键步骤。通常包括以下部分： 1. **开环传递函数**：确定系统未受控制器影响时的动态行为。 2. **闭环传递函数**：设计控制器以实现所需的系统性能，如稳定性和带宽。 3. **控制器设计**：可能包括PID（比例-积分-微分）控制器或其他先进控制算法，以优化控制响应。 4. **补偿网络**：用于改善环路稳定性，抵消系统中的延迟和非线性效应。 5. **相位裕度与增益裕度**：通过调整控制器参数来确保系统的稳定性和动态性能，这两个参数是评估环路稳定性的关键指标。 Oriol Cos Martí的论文可能还涉及了热管理问题，因为高开关频率会增加开关损耗，导致器件过热。因此，有效的热设计和散热解决方案是必不可少的，以确保转换器在长期运行中的可靠性。 此外，论文可能还涵盖了仿真和实验验证，这是验证控制策略有效性的重要环节。通过MATLAB/Simulink等工具进行建模和仿真，然后在硬件原型上进行实际测试，以验证理论计算与实际表现的一致性。 这篇硕士论文深入研究了OBC中LLC谐振转换器的双闭环数字控制方法，提供了关于控制环路计算的详细分析，为提高转换器效率和系统稳定性提供了理论基础和实践指导。