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倍流整流移相全桥变换器的数字及智能控制 本文从倍流整流移相(LLC)变换器和全桥变换器的基本原理出发,分别介绍了LLC变换器的特点以及全桥变换器的结构,然后讨论了LLC全桥变换器的数字控制和智能控制方法,并分析了各自的优缺点,最后简要介绍了LLC全桥变换器在实际应用中的应用。 一、倍流整流移相(LLC)变换器 LLC变换器是一种由半桥变换器、电感电容组成串联谐振电路和全桥变换器组成的DC/DC变换器,由于其具有电流负载无纹波,高效率,小体积等优点被广泛应用到电力电子领域。LLC变换器的输出电压在宽电压范围内都能保持稳定。其特点主要体现在以下几个方面。 1.小体积、高效率。LLC变换器的三个元件(电容、电感和开关)都能带来利益,使得LLC变换器在实际应用中占据着一定的地位。 2.当电容放电完成之后,电感和电容形成完整的时定谐振网络,从而降低电路中的交流损耗,提高效率,同时会生成一个较低的输出纹波电压。 3.LLC变换器具有自抑制的功能,当元件出现故障或损坏,其他元件仍能使电路运行正常,从而提高了系统的可靠性。 二、全桥变换器 全桥变换器是一种主要用于变换高压电力电子器件的脉宽调制(PWM)信号的非绝缘半导体开关器件,它由四个开关(一般为三极管)组成单相全桥变换器,它的工作原理是根据控制信号,将输入电压转换为理想的输出电压,广泛应用于电力电子工程中。其中,四个开关分别对应高侧开关与低侧开关两极性。 在全桥变换器的工作原理中,当SW1和SW4导通时,输出电被上面的电容C上存储,而下面的电容C掉电。当SW2和SW3导通时,下面的电容C被充电,上面的电容C放电。交替进行之后,输出电压可以被保持和稳定。这种原理相对于三极管反激变换器等传统电源提高了效率和输出能力。 三、LLC全桥变换器的数字控制 1.单片机控制。在全桥变换器的控制中,架设单片机控制电路可以帮助减少面板上的电路复杂度,以及提供更高的可编程性和灵活性。 2.DSP控制。在LLC全桥变换器的控制中,一般采用DSP控制方法,因为DSP具有快速计算和更稳定的计算能力,可以实现更高级的控制算法,比如自适应PID控制和现场编程的优化算法。 3.FPGA控制。在LLC全桥变换器的控制中,FPGA控制方案更加灵活,尤其是在需要掌握多种通信协议的多线路设计中,FPGA具有优异的灵活性和可编程性。 四、LLC全桥变换器的智能控制 智能控制是一种基于分布式系统理论、认知科学、控制工程等学科广泛应用的分布式控制算法。对LLC全桥变换器进行智能控制可将更复杂的功能集成进LLC全桥变换器的控制中。 1.神经网络控制。当LLC全桥变换器遇到电压跳变时,借助神经网络控制技术,可使控制器调节电压更加精确,能够满足更严格的控制要求。神经网络通常是实现需要对大量取样数据进行训练来优化其效果。 2.遗传算法控制。遗传算法控制是指从大量不同的个体中挑选与尽量完成某个任务者适应度最好的个体方法。在LLC全桥变换器的智能控制中,多个变量可进行优化,从而提高效率。 3.防干扰控制。对LLC全桥变换器进行防干扰控制可降低控制系统的干扰,从而使LLC全桥变换器的控制系统更加鲁棒。可以采用LMS滤波算法等方式,将控制器与传感器分离,避免自我反馈引起的系统过度受损的风险。 五、LL常混流整流移桥全变换器的应用 LLC全桥变换器已经成功应用在许多领域中,特别是在供电领域。其中应用最广泛的是电视机和计算机硬盘驱动器,但它也广泛应用于其他射频(RF)和LED照明系统的电源电子学中。由于其高效率、高性能和小体积的优点,LLC全桥变换器最近也在光子学领域中得到了广泛的应用,如LED室内和户外照明、超高清晰度(UHD)电视等。 总之,了解了LLC全桥变换器的特点后,本文介绍了LLC全桥变换器的数字和智能控制方法,并分析了各自的优缺点,同时简要介绍了LLC全桥变换器在实际应用中的应用。LLC全桥变换器已成为电力电子领域中的重要研究方向,在未来发展中将会有更广泛的应用。