倍压整流型LCC谐振变换器轨迹控制启动策略

作者：张善路; 赵振南; 李磊; 范声芳; 汪诚^*

来源：电机与控制学报, 2023, 1-11.

• LCC谐振变换器
• 倍压整流
• 状态平面分析
• 状态轨迹控制

倍压整流型LCC谐振变换器兼顾了串联和并联谐振变换器的优点，具有高电压增益、抗负载短路、兼容变压器寄生参数等能力，已成为医用X光机高压电源的优选拓扑。然而，倍压整流器中的电容参与谐振、增加谐振元件数量，导致变换器的动态特性更复杂，进而对建模和控制提出更高的要求。传统的基波近似法和线性控制难以实现精确建模并跟踪控制指标。对此，该文采用状态平面分析法，通过分析变换器的工作原理，建立各模态归一化状态轨迹方程。在此基础上，提出一种状态轨迹控制启动策略，该策略通过设置谐振电流限幅值，根据输出电压变化规划最优路径，使状态变量在最短时间内跟踪谐振腔最优轨迹，以此计算最佳开关频率。最后，在50kW/140kV的样机上验证了所提建模方法的准确性和控制策略有效性。实验结果表明，与传统控制相比，所提方法有效提升了启动速度、实现了不同电压等级之间的快速切换，抑制了谐振腔电流、电压过冲。

• 单位
  自动化学院; 南京理工大学