LLC谐振变流器启动过程的优化设计方法

曾小波， 徐恒山， 宋俊辉

（1.复杂环境特种机器人控制技术与装备湖南省工程研究中心（湖南理工职业技术学院），湖南湘潭411104；2.西北农林科技大学，陕西咸阳712100；3.上海中车艾森迪海洋装备有限公司，上海201306）

LLC 谐振变流器具有效率高、功率密度高和无噪音等优点[1-2]，因此，被广泛应用于各种工业领域[3-4]。LLC 谐振变流器通常采用脉冲频率调制(pulse frequency modulation，PFM)控制技术[5]，在设计LLC 谐振参数时，通常只考虑其正常工作时的阻抗特性[6]，而忽略了LLC 谐振变流器的启动瞬间因过低输入阻抗而引起的冲击电流，导致开关器件或其他元件因过电流而被损坏。过大的启动冲击电流不利于开关器件的安全工作，也不利于降低开关器件和继电器等元件的成本。因此，有必要通过技术手段降低LLC 谐振变流器的启动冲击电流。很多研究在LLC 谐振变流器的启动过程中设置一个数值较大的启动频率[7]，以达到提高启动输入阻抗，降低启动冲击电流的目的，并在启动程序介入后将该启动频率按照线性关系逐渐下降到正常工作时的值。虽然这种方法在一定程度上降低了LLC 谐振变流器的启动冲击电流，但同时也增加了LLC 谐振变流器的启动时间，不利于LLC 谐振变流器快速地进入额定工作状态。

针对LLC 谐振变流器的输入阻抗与频率的关系，本文提出了一种改进的阻抗优化设计方法，不仅降低了LLC 谐振变流器启动冲击电流，还加快了LLC 谐振变流器的启动速度，为LLC 谐振变流器在工业中更广泛的应用提供了技术指导。……