三相交错式LLC谐振转换器设计

　　即使为了确保更长的使用寿命而必须抑制电容的电流应力，LLC-SRC电容纹波电流也必然会很高，因为它的输出滤波器仅包含了电容。然而，如果应用交错控制技术，就可以显着地减少LLC-SRC的输出纹波电流。当开关频率fs与第一个谐振频率fr1相同，非供电时期，图2中的t2~t4则可以被忽略。

　　图2：单相运作的理论波形。

　　在fs = fr1条件下，计算从单相到六相LLC-SRC交错运行的纹波比。其结果显示以叁相交错运行的纹波电流大约为单相运行的1/11。

　　实验结果与结论：为了验证叁相交错式LLC谐振转换器的有效性，我们所进行的实验是使用一个1kW的叁相交错式LLC谐振转换器，其中，输入电压为400V，输出为12V/84A。我们为叁相交错作业建置的控制方案如图3所示，谐振参数如表1所示。图4则显示谐振电流的波形和电容在全负载条件下的纹波电流。不同相位之间的相位差为60°，测量到纹波电流ΔIc为20.4A和%ΔIc 为24.3%。

　　图3.叁相交错式控制方案。

　　表1. 谐振参数。

　　图4. 电容的谐振电流和纹波电流。

　　即使因为非供电时期以及谐振电流中的不平衡，所获得的纹波电流比与计算结果不同，但还是验证了透过交错运作可以显着地减少输出电容的纹波电流。因为对于每一转换器的负载状况，DC增益特性必然是不同的，在相位间产生了电流不平衡。因此，需要进一步研究运用相位管理功能的负载共享方法。

　　本文提出了多相交错式LLC-SCR及其控制策略。因为透过交错运作可以显着地减少输出纹波电流，这特别适于低电压且高电流的应用，例如伺服器电源系统，而传统的LLC-SRC通常只适用于高电压低电流应用。透过减少电流应力，可以使用一个较小的电容并且可以延长电源的使用寿命。