FP – Verbesserung des dynamischen Verhaltens asymmetrischer CLLC-Resonanzwandler mittels Optimal Trajectory Control
Der CLLC-Resonanzwandler ist eine häufig verwendete Topologie für bidirektionale Ladeanwendungen im DC-Netz. Ein asymmetrischer Resonanztank könnte potenziell den Frequenzvariationsbereich der Pulsfrequenzmodulation (PFM) reduzieren, was die Gesamteffizienz verbessert. Die State-Plane-Analyse kann für LLC-Resonanzwandler in Schaltnetzteilen verwendet werden, um die Trajektorien in einem 2D-State-Plane mit nur zwei Zustandsvariablen (normalisierter Strom der Resonanzinduktivität und normalisierte Spannung des Resonanzkondensators) darzustellen. Basierend auf der State-Plane-Analyse kann die Optimal Trajectory Control (OTC) implementiert werden, um das dynamische Verhalten des Resonanzwandlers während Lastvariationen zu verbessern. Der Wandler kann vorübergehend in den OTC-Modus während der Übergangsphase eintreten und dann nach Erreichen des neuen stationären Zustands wieder in den traditionellen PI-Regelmodus zurückkehren.
Derzeit wurde die auf OTC basierende Methode nur für LLC- oder CLLC-Resonanzwandler mit symmetrischem Resonanztank implementiert. Ein generalisierter CLLC-Wandler mit asymmetrischen Resonanztanks hat 5 Zustandsvariablen, weshalb es schwierig ist, die Trajektorie mithilfe der State-Plane-Analyse in einer 2D-State-Plane darzustellen. Darüber hinaus wurde OTC für LLC in Schaltnetzteilen nur für Betriebspunkte um die Resonanzfrequenz untersucht, während für Ladeanwendungen verschiedene Szenarien in Bezug auf Schaltfrequenz und Lastbedingungen im Detail untersucht werden müssen. Im Rahmen dieser Arbeit soll eine Methode untersucht werden, die nur zwei Zustandsvariablen verwendet, um einen generalisierten asymmetrischen CLLC-Wandler in einer 2D-State-Plane darzustellen. Dazu sind erste Simulationen und Analysen von OTC für CLLC-Wandler in der Nähe der Resonanzfrequenz durchzuführen. Daneben sollen auch andere Szenarien untersucht und bewertet werden. Das Ziel sind Lösungen zur Implementierung von OTC für zukünftige Arbeiten.
Bearbeiter: Zhuoyun Liu
Betreuer: Xiaotian Yang
Verantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Martin März