三相交錯式LLC諧振轉(zhuǎn)換器設計

　　即使為了確保更長的使用壽命而必須抑制電容的電流應力，LLC-SRC電容紋波電流也必然會很高，因為它的輸出濾波器僅包含了電容。然而，如果應用交錯控制技術，就可以顯著地減少LLC-SRC的輸出紋波電流。當開關頻率fs與第一個諧振頻率fr1相同，非供電時期，圖2中的t2~t4則可以被忽略。

　　圖2：單相運作的理論波形。

　　在fs = fr1條件下，計算從單相到六相LLC-SRC交錯運行的紋波比。其結(jié)果顯示以叁相交錯運行的紋波電流大約為單相運行的1/11。

　　實驗結(jié)果與結(jié)論：為了驗證叁相交錯式LLC諧振轉(zhuǎn)換器的有效性，我們所進行的實驗是使用一個1kW的叁相交錯式LLC諧振轉(zhuǎn)換器，其中，輸入電壓為400V，輸出為12V/84A。我們?yōu)槿嘟诲e作業(yè)建置的控制方案如圖3所示，諧振參數(shù)如表1所示。圖4則顯示諧振電流的波形和電容在全負載條件下的紋波電流。不同相位之間的相位差為60°，測量到紋波電流ΔIc為20.4A和%ΔIc 為24.3%。

　　圖3.叁相交錯式控制方案。

　　表1. 諧振參數(shù)。

　　圖4. 電容的諧振電流和紋波電流。

　　即使因為非供電時期以及諧振電流中的不平衡，所獲得的紋波電流比與計算結(jié)果不同，但還是驗證了透過交錯運作可以顯著地減少輸出電容的紋波電流。因為對于每一轉(zhuǎn)換器的負載狀況，DC增益特性必然是不同的，在相位間產(chǎn)生了電流不平衡。因此，需要進一步研究運用相位管理功能的負載共享方法。

　　本文提出了多相交錯式LLC-SCR及其控制策略。因為透過交錯運作可以顯著地減少輸出紋波電流，這特別適于低電壓且高電流的應用，例如伺服器電源系統(tǒng)，而傳統(tǒng)的LLC-SRC通常只適用于高電壓低電流應用。透過減少電流應力，可以使用一個較小的電容并且可以延長電源的使用壽命。