LLC諧振變換器的參數(shù)設(shè)計

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1、萬方數(shù)據(jù)LLC諧振變換器的參數(shù)設(shè)計趙敏杰，戴瑤，張懷武(電子科技大學電子薄膜與集成器件國家重點實驗室，四川成都610054)摘要：對于LLC諧振變換囂，諧振網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的設(shè)計對提高變換器的工作性能有著重要的影響．采用基波分析結(jié)合頻率仿真的方法，在對LLC變換器的直流電壓增益特性、零電壓開通條件及諧振網(wǎng)絡(luò)傳輸效率進行詳細分析的基礎(chǔ)上，總結(jié)推導出一種簡單、高效的LLC諧振變換器的參數(shù)設(shè)計方法，并給出其具體設(shè)計過程．最后，基于所提出的方法設(shè)計了具有90％變換效率的300kHz、60W的LLC諧振變換器，實驗結(jié)果證實了所提出設(shè)計

2、方法的可行性．關(guān)鍵詞：LLC諧振變換器：參數(shù)設(shè)計；軟開關(guān)中圖分類號：TM46文獻標識碼：B文章編號：1001．3830(2011)02．0053．05DesignoftheparametersinLLCresonantconverterZHAOMin-jie，DAIYao，ZHANGHuai-WUStateKeyLaboratoryofElectronicThinFilmsandIntegratedDevices,UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina,Ch

3、engdu610054ChinaAbstract：ForLLCresonantconverter，thedesignofresonanttankparameterisveryimportanttoimprovetheconverter’Sperformance．Withthemethodofthefirstharmonicapproximationanalysiscombiningwithsimulationinfrequencydomain，basedondetailedanalysisaboutLLCresona

4、ntconverter’sDCvoltagegaincharacteristic，Zerovoltageswitching(zvs)restrictionandtransmissionefficiencyofresonanttank,asimpleandefficientdesignmethodologywasdeveloped,andadetaileddesigningprocesswasalsoproposed．Finallya300kHz．一60WLLCeonverterwith90％efficiencyWas

5、designedbasedOHtheproposedmethod,andtheexperimentalresultsverifiedthefeasibilityofthestrategy．Keywords：LLCresonantconverter；paramemrdesign；ZVSl引言通過合理設(shè)計，LLC諧振變換器可以在寬輸入電壓及寬負載變化范圍內(nèi)獲得高效率。LLC諧振變換器與脈寬調(diào)制(PWM)變換器的區(qū)別在于，前者通過固定占空比、控制開關(guān)頻率來調(diào)節(jié)輸出電壓，可在窄的頻率變化范圍內(nèi)得到穩(wěn)定的輸出。同時，它可在全負

6、載變化范圍內(nèi)實現(xiàn)MOS管和整流管的零電壓開通及零電流關(guān)斷，實現(xiàn)高效率。而且LLC諧振變換器的諧振電感可以集成于主變壓器里，也不需要輸出濾波電感，可以收稿日期：2010．07-09修回日期：2010-10．28通訊作者：趙敏杰E—mail：zhao_minjie@163．corn磁性材料及器件2011年4月在降低輸出整流二極管所承受的電壓應力的同時提高變換器的功率密度【l'2l。本文在對LLC諧振變換器在不同工作條件下的特性分析的基礎(chǔ)上，總結(jié)出一種簡單、高效的LLC諧振變換器參數(shù)設(shè)計方法?；谶@種方法，變換器可以實現(xiàn)在

7、所需的工作范圍內(nèi)的高效率，并通過一個300kHz、60W的LLC諧振變換器的設(shè)計實例進行驗證。2LLC諧振變換器的主電路結(jié)構(gòu)LLC諧振變換器的主電路結(jié)構(gòu)如圖l所示，可以看出，LLC諧振變換器的諧振網(wǎng)絡(luò)由三個諧振元件構(gòu)成，分別為諧振電感厶、諧振電容cr和變壓器的勵磁電感￡。。諧振網(wǎng)絡(luò)有兩個諧振53萬方數(shù)據(jù)圖1LLC諧振變換器頻率，分別是串聯(lián)諧振頻率疋和最小諧振頻率厶i。，其中，z2司1西‘1)r1’，”，嘶n?！?R'4Cr(L—r+Lm)。z’LLC諧振變換器的工作頻率取決于功率需求，功率需求低時，工作頻率很高，超出

8、諧振點疋。相反，當功率需求高時，控制環(huán)路降低開關(guān)頻率。總的看來，LLC諧振變換器可工作于五個不同頻率范圍，分別為：(a)高于五；(b)直接在五點：(C)fmi。和．五之間(輸入阻抗呈感性的情況)；(d)fmi。和五之間(輸入阻抗呈容性的情況)；(e)fkE于矗i?！?1。理想的工作狀態(tài)為前三種狀態(tài)，因為在這三種狀態(tài)下，變壓器的輸入阻抗呈感性，輸