DCM LCC諧振變換器優(yōu)化控制的數(shù)字化實(shí)現(xiàn)

模態(tài)1[t0～t1] t0時(shí)刻，VT1，VT4導(dǎo)通。由于uCp已被Uo箝位，諧振過(guò)程為Cr，Lr兩元件正向諧振，ir從零開(kāi)始按正弦波增大，VDo1，VDo4零電流導(dǎo)通。由于VT1，VT4導(dǎo)通時(shí)，ir從零開(kāi)始上升，因此VT1，VT4實(shí)現(xiàn)了零電流導(dǎo)通。模態(tài)1正好為Cr，Lr的半個(gè)諧振周期，能量從輸入源向負(fù)載傳遞。當(dāng)ir再次回零時(shí)，模態(tài)1結(jié)束。
模態(tài)2[t1～t2] t1時(shí)刻，ir從零開(kāi)始反向增大，Cp，Cr放電，導(dǎo)致VDo1～VDo4均反向截止。諧振過(guò)程從Cr，Lr兩元件正向諧振變?yōu)镃r，Lr，Cp三元件反向諧振。電流經(jīng)VD1，VD4從零開(kāi)始導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)了VD1，VD4軟開(kāi)通。此階段內(nèi)VD1，VD4導(dǎo)通，導(dǎo)致開(kāi)關(guān)管兩端電壓近似為零，因此，關(guān)斷VT1，VT4可實(shí)現(xiàn)零電壓關(guān)斷。此階段內(nèi)無(wú)能量從輸入源傳遞向負(fù)載。當(dāng)uCp反向增加到uCp=-ue時(shí)，模態(tài)2結(jié)束。
模態(tài)3[t2～t3] t2時(shí)刻，VDo2，VDo3開(kāi)始導(dǎo)通，uCp被Uo箝位，能量從輸入源向負(fù)載傳遞，諧振過(guò)程由Cr，Lr，Cp三元件反向諧振轉(zhuǎn)變?yōu)镃r，Lr兩元件反向諧振。VT1，VT4在此階段內(nèi)關(guān)斷，同樣也可實(shí)現(xiàn)零電壓關(guān)斷。ir回零時(shí)，模態(tài)3結(jié)束。
模態(tài)4[t3～t4] ir在t3時(shí)刻回零，由于VT1，VT4已關(guān)斷，VT2，VT3尚未開(kāi)通，因此電路保持?jǐn)嗬m(xù)電流狀態(tài)，輸入源和輸出源之間沒(méi)有任何能量傳遞。當(dāng)VT2，VT3開(kāi)通時(shí)，階段4結(jié)束。由于電路工作的對(duì)稱性，另外半個(gè)周期的工作過(guò)程不再贅述。

3 LCC諧振變換器臨界斷續(xù)頻率的提出
文獻(xiàn)關(guān)于LCC諧振變換器工作模式2的數(shù)學(xué)分析中指出，保持諧振電路工作在斷續(xù)模式下的開(kāi)關(guān)頻率為：

式中：t01～t34均為關(guān)于Go和K的函數(shù)，t01為電路運(yùn)行階段模態(tài)1[t0～t1]的時(shí)間，其余類推。
如圖2所示，當(dāng)不存在階段[t3～t4]，[t7～t8]時(shí)，電路處于臨界斷續(xù)狀態(tài)。因此定義t34=0時(shí)的開(kāi)關(guān)頻率為臨界斷續(xù)開(kāi)關(guān)頻率，即：

對(duì)于一臺(tái)實(shí)際的LCC諧振變換器裝置，K為定值，因此只要檢測(cè)電路的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，計(jì)算得到Go值，即可通過(guò)式(2)計(jì)算出此時(shí)的fs_cri。

4 優(yōu)化控制策略的程序?qū)崿F(xiàn)
簡(jiǎn)易控制是指將開(kāi)關(guān)頻率限制在小于或等于最小臨界斷續(xù)頻率范圍內(nèi)的控制方式。由圖2可見(jiàn)，一個(gè)周期內(nèi)，[t3～t4]，[t7～t8]時(shí)間段內(nèi)輸入源和負(fù)載之間沒(méi)有任何能量傳遞，降低了能量傳輸效率。
在此就如何實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制方式的問(wèn)題進(jìn)行了研究。在高頻大功率電路裝置控制中，采用數(shù)字化控制無(wú)疑是較好的選擇。從數(shù)字控制的角度出發(fā)，采用數(shù)字控制芯片控制變換器的工作頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制，是一種不錯(cuò)的方法。