[发明专利]一种DC/DC电路中LLC模块的参数优化方法

说明书

本发明涉及一种DC/DC电路中LLC模块的参数优化方法，该方法包括下列步骤：1)采用粒子群算法对DC/DC电路中LLC模块进行参数优化，获取最优解；2)采用移相和调频混合控制方法对LLC模块的主电路中的开关管进行调制，获取优化后的输出电压和输出电流。与现有技术相比，本发明具有控制稳定、参数设计准、运行稳定等优点。

技术领域

本发明涉及LLC模块技术领域，尤其是涉及一种DC/DC电路中LLC模块的参数优化方法。

背景技术

近年来，随着电力电子装置的增多和功率等级的不断加大，国内外相继制订了一系列限制用电设备谐波污染的标准，用电设备输入端普遍采用功率因数校正技术来消除谐波污染。三相功率因数矫正变换器被应用于中大功率电源场合，对谐波污染的消除起到了非常重要的作用。然而三相功率因素矫正变换器的输出电压一般都是高压，如此便增加了变换器中开关管的电压应力，普通的MOSFET承受不了高压，而高压MOSFET的成本高且性能差。

随着开关电源在高新技术领域的广泛应用，在保证高频化和小型化的同时，降低开关损耗、减小输入输出纹波，成为了行业开拓的关键。LLC谐振变换器作为功率变换器高频化的重要技术之一，可以为功率MOSFET创造零电压开通、零电流关断的条件，进而为实现软开关技术奠定基础。LLC谐振电路参数设计的合理性可保证其具有良好的工作性能，然而该LLC谐振变换器其独特的电路结构决定其谐振电两端的电压值受制于输入电压，导致电路输出功率受限，使得针对普通LLC谐振变换器的参数设计不再适用。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种DC/DC电路中LLC模块的参数优化方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种DC/DC电路中LLC模块的参数优化方法，该方法包括下列步骤：

S1：采用粒子群算法对DC/DC电路中LLC模块进行参数优化，获取最优解；

以谐振电流Is、谐振开关频率fr、谐振电感Lr为变量建立函数关系，通过粒子群算法寻找出最优解。

最优解的表达式为：

L_m＝mL_r

式中，Cr为谐振电容容值，Rac为交流等效负载电阻阻值，Lr为谐振电感感值，Lm为励磁电感感值，fs为谐振频率，R_Ld为直流侧负载电阻，Q、m、π分别为常系数。

S2：采用移相和调频混合控制方法对LLC模块的主电路中的开关管进行调制，获取优化后的输出电压和输出电流。

对谐振电路进行检测，当谐振电压或电流降低至PFM(Pulse frequencymodulation，脉冲频率调制)模式最低值时，切换为移相模式；当电压或电流升高至移相模式最高值时，切换为PFM模式。

优选地，PFM模式下的谐振电压或电流的最低值小于移相模式下的谐振电压或电流的最高值。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)控制稳定：本发明基于LLC全桥谐振电路的混合控制方式，当电压或电流降低至PFM模式最低值时，切换为移相模式，当电压或电流升高至移相模式最高值时，切换为PFM模式，PFM模式最低值应当比移相模式最高值低，从而形成一个缓冲区域，使得电路能够平滑切换，避免了单状态切换点的不稳定振荡；

(2)参数设计准：本发明利用粒子群优化算法对电路参数进行优化，相比于现有设计的优化方法，可以获取更准确的参数值，使普通LLC谐振变换器的参数设计更加适用；