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对称半桥三电平LLC谐振变换器及其控制方法研究的中期报告
一、研究背景与意义
LLC（inductor-inductor-capacitor）谐振变换器是一种高效率、高密度、高稳定性、低EMI噪声的DC/DC变换器，已经广泛应用于电力电子领域中。随着微电子技术的发展，新型的功率半导体器件成为可能，尤其是高压高频的IGBT和SiC器件，使得LLC谐振变换器得到了更广阔的应用前景。SymmetricHalf-BridgeThree-LevelLLC（SHBTL）变换器是LLC谐振变换器中的一种重要形式，相比于传统的LLC变换器，SHBTL变换器的输出电压可以实现三电平输出，从而具有更好的电压质量和适应于无线传输及其他高频应用场合。因此，对于SHBTL变换器的研究与开发具有现实意义和应用前景。
二、研究现状
目前，对于SHBTL变换器的研究主要集中在两方面，第一是硬件设计和实验验证，第二是控制策略的研究。在SHBTL变换器的硬件设计方面，研究者们着重于选择合适的电感和电容组合、IGBT和SiC器件的选型以及电路布局等方面的设计。在控制策略的研究方面，研究者们通常采用PWM（PulseWidthModulation）控制的方式，而且为了保证变换器的稳定性和快速响应，通常需要加入PID（Proportional-Integral-Derivative）控制器或其他高级控制器。
三、论文研究内容
本文将研究SHBTL变换器的控制策略，以实现高效率、高稳定性的DC/DC变换。具体的，本文主要研究以下两个方面：
1.等效电路模型的建立
为了方便控制器的设计和仿真，我们需要建立SHBTL变换器的等效电路模型，包括电感和电容的等效电路模型、IGBT和SiC器件的等效电路模型等。通过建立这些等效电路模型，我们可以方便的利用Simulink等仿真工具进行控制器的设计和软件仿真。
2.基于改进控制策略的实验验证
我们将采用改进的控制策略，通过软件仿真和实验验证，评估SHBTL变换器的电压质量、输出功率和稳定性。具体的，我们将采用以下两种控制策略：
（1）空间矢量PWM控制策略
空间矢量PWM控制策略是一种常见的控制策略，通过调节占空比和频率，可以实现输出电压的调节。但该方法常常存在较大的死区失调和PWM交错等问题，因此需要进行改进和优化。
（2）二次锁相环控制策略
相比空间矢量PWM控制策略，二次锁相环控制策略更加适用于高频、宽电压范围、高效率的DC/DC变换器，其核心是利用锁相环技术，通过调节控制信号的相位和频率，实现对输出电压的控制。同时，该方法可以有效地降低PWM交错和死区失调的问题。
四、预期研究成果
本文预期取得以下研究成果：
1.建立SHBTL变换器的等效电路模型，并进行控制策略的仿真和优化，为SHBTL变换器的设计和应用提供参考和基础。
2.基于改进控制策略，设计和实现SHBTL变换器的控制器，通过软件仿真和实验验证，评估SHBTL变换器的输出电压质量、输出功率和稳定性的性能指标，并与传统的合拢式LLC变换器进行比较和分析。
3.提出一种基于二次锁相环控制策略的SHBTL变换器控制方案，克服空间矢量PWM控制策略存在的缺陷，提高SHBTL变换器的控制精度和稳定性。