電動汽車車載電源LLC諧振變換器滑模控制研究

黃建平

摘要：隨著人們對環境污染問題不斷重視，使用不可再生能源已經被當前汽車工業所淘汰，如何降低汽車耗能，提升電機系統驅動系統等重要系統的性能，成為當前汽車領域的研究課題。本文圍繞電動汽車車載電源LLC諧振變換器滑模控制的優化進行分析，提出電動汽車驅動系統采用寫真變換器滑膜的控制系統改善思路，降低總體系統體積和成本，減少功率開關數量，利用電機驅動序電壓的工作原理。使得汽車新型變換器能夠提升系統的動態負載性能。

關鍵詞：電動汽車;車載電源;LLC

本文研究電動汽車綜合性能，對于車載電源的諧振變換器滑膜控制效果進行論述。采用電源性能測試的方法，得出電動汽車驅動電機模擬負載試驗下驅動電機直流調速系統的運行情況。采用聯合仿真的方法，運用模糊pld控制和pld直流調速控制的對比方法，認為電動汽車車載電源性能循環狀態下對控制系統性的仿制仿真，經過實踐驗證和實驗結果證明，控制精度和動態性能方面，模糊pId控制策略優于pId控制策略。

1LLC諧振變換器系統工作原理分析

LLC諧振變換器系統的設計旨在增強電動汽車車載電源抗負載擾動性，減少系統開關損耗，LLC諧振變換器系統輸出的電壓受到過沖現象的影響，可以通過改進的模糊控制和滑膜控制，實現系統滑膜面擴展，利用描述函數建立非線性模型，將LLC諧振變換器系統變換器內部結構加以顯示，能夠看到通過汽車車載電源LLC諧振變換器系統滑膜控制的改善，能夠對負載擾動進行響應，通過動態非線性滑膜面設計了整個運動過程中的滑動模態運動，在附繞負載擾動較大的情況下，能夠提高電動汽車車載電源控制系統動態品質，解決傳統的pID控制器無法進行滑模控制的問題。LLC諧振變換器系統滑膜制方法，能夠提高系統運行效率，LLC諧振變換器系統滑模控制系統有利于電動汽車車載電源控制，提升性能，實現動態品質。LLC諧振變換器系統是一個非線性、強耦合、多輸入的系統，具有高功率、高效率的特征，同時具有低成本和高可靠性。適用于當前新能源車載電源高性能需求。隨著新能源電器的發展，傳統的汽車變換器系統受到大幅在擾動以及電外界的電磁干擾，容易出現全負載范圍內的功率密度提升，效率降低的問題。因此利用LLC諧振變換器系統適合車載電源應用場合，將電感電流輸出電壓以及積分設計變換器進行輸入電壓變化的控制，采用LLC諧振變換器系統滑膜控制，提高系統的運行性能。這一系統采用雙環PI控制，具有魯棒性強、動態響應等優勢。

2LLC諧振變換器系統切換控制提升技術應用

LLC諧振變換器系統運行參數的設置嚴格控制條件，實現動態空間模型的設置，建立一項全球狀態空間的滑動運動，穩態運動和pwm控制運動。通過優化LLC諧振變換器系統變換器輸出電壓動態響應，實現線性的推導，選取滑膜面的LLC諧振變換器系統具有高階、非線性特性，選滑膜控制之后，其工作原理得到優化。DC/DC變換器恒壓模式控制系統下的車載電源，通過擴展函數建立了系統模型，能夠應對系統大幅在變化，魯棒性高，而RLLC諧振變換器系統也將系統的動態性能加以提升。

（1）變換器工作情況描述，對于電動汽車車載電源電壓輸入輸出，選取全橋LLC諧振變換器系統變換器的拓撲結構，滿足大電流工作要求，實現低電壓、零電流關斷等技術。在這一工作模式下，諧振變換器電壓負便采用全波整流，電路中存在多個儲能元件，LLC諧振變換器系統諧振電容以及變換器磁震、電感工作狀態處在軟開關狀態，模糊PID控制技術提高電源系統工作效率，通過擴展函數建立系統模型，實現系統的整體化膜運動，用于電動汽車車載電壓恒壓模式充電控制上仿真和實驗均表明系統的穩定性增強。設計的滑膜控制器實現動態跟蹤，對控制系統來說能夠抗擊負載擾動過大的問題，解決了傳統PED控制器，車載電源控制系統上無法實現動態品質提升的問題。

（2）系統穩定后在保持電壓環閉環調制的同時，將模塊移相占空比調節為共同占空比D減去一個恒定偏置量，取恒定偏置量為共同占空比的40%，DC-DC變換器模塊的移相占空比的減小量，DC/DC變換器模塊總的負載電流保持不變，在全負載范圍內移相占空比的增加量移相占空比可以表示為：d2=D+Ad2Ad2s第二個模塊輸出電流的減少量，調節器輸出移相進入穩定狀態后，其中Ad'為模塊間參數不匹配的補償量兩模塊輸出電流相等，采用LLC/DCX組成交錯并聯結構可以擴展功率容量，實現模塊間均流;進入穩定狀態后，兩模塊輸出電流相等，實現模塊間均流。LLC諧振變換器系統目前具有高功率、密度高、效率高頻化的特點，開關損耗小、效率高，軟開關特性體現其本質，相對傳統的PWM變換器，能夠進行原片開關管的零電流關斷和負電整流二極管的磁繼承，而RLLC諧振變換器系統在輸出上已經適用于高功率、密度大的場合，因此防止輸出電流不能平均分配的問題，減小輸出電波，提高功率密度，實現兩路LLC諧振DCX交錯定點，目前是較為可靠的關鍵技術，適用于半橋和全橋拓撲君主控制策略，協證元件參數變化，對電壓增益的影響予以重點考慮。仿真結果驗證不均有原因，導致的正確性降低的問題。在交錯并聯LLC/DCX，為防治輸出電流不均，引入了雙向開關管，建立了基于雙向開關管的PWM控制策略，開關管同時導通電管區具有升壓特性，提高了變換器的電壓增益，搭建200w的樣機交錯并聯，進行實驗中根據理論分析和設計的正確性，針對交錯并量并聯全橋LLC/DCX不均等問題，引入一項調制策略，進行電壓增益和推導一項角的關系分析，討論一項均流控制策略的應用，可將不均流量有10%以上減少到5%以下，具有較好的均流效果。

（3）電流從勵磁電感Lm和變壓器初級側流出，經過諧振電容回到勵磁電感、諧振電感、第二開關管的體二極管、第一開關管和變壓器的初級側，變壓器的次級側輸入的電流大于零，在這個半周的時間段內，第一全橋開關網絡的交流給諧振電容充電，經過第一開關管，在半周的時間段內，至一個較高電壓值側的兩端的電壓被鉗位至。在下半周變為低電平電流變為高電平，電流反向，對第一電源進行充電，第一全橋開關網絡I的交流側的兩端的電壓處于0以外，經過第四開關管的體二極管、諧振電感和諧振電容，電流從勵磁電感和變壓器的初級側流出，然后再回到變壓器的初級側和勵磁電感，變壓器的初級側和諧振電容共同將能量傳遞至第一電源，實現變換器的增益加大效果。

3結束語

LLC諧振變換器提高電源系統公國效率，在全局積分滑模面進行技術控制，建立系統的整體滑模運動，有效解決傳統的PI控制負載擾動大的問題，提高電動汽車的控制系統的動態跟蹤性能，增強整體系統的穩定性，在當前車載電源恒壓模式下實現充電控制，提高電源控制的動態品質。