LLC諧振變換器的參數(shù)設(shè)計(jì)

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1、萬方數(shù)據(jù)LLC諧振變換器的參數(shù)設(shè)計(jì)趙敏杰，戴瑤，張懷武(電子科技大學(xué)電子薄膜與集成器件國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川成都610054)摘要：對(duì)于LLC諧振變換囂，諧振網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的設(shè)計(jì)對(duì)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(duì)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(jìn)行詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，總結(jié)推導(dǎo)出一種簡(jiǎn)單、高效的LLC諧振變換器的參數(shù)設(shè)計(jì)方法，并給出其具體設(shè)計(jì)過程．最后，基于所提出的方法設(shè)計(jì)了具有90％變換效率的300kHz、60W的LLC諧振變換器，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了所提出設(shè)計(jì)

2、方法的可行性．關(guān)鍵詞：LLC諧振變換器：參數(shù)設(shè)計(jì)；軟開關(guān)中圖分類號(hào)：TM46文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：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(jì)，LLC諧振變換器可以在寬輸入電壓及寬負(fù)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(shí)，它可在全負(fù)

6、載變化范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)MOS管和整流管的零電壓開通及零電流關(guān)斷，實(shí)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(yīng)力的同時(shí)提高變換器的功率密度【l'2l。本文在對(duì)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(jiǎn)單、高效的LLC諧振變換器參數(shù)設(shè)計(jì)方法。基于這種方法，變換器可以實(shí)現(xiàn)在

7、所需的工作范圍內(nèi)的高效率，并通過一個(gè)300kHz、60W的LLC諧振變換器的設(shè)計(jì)實(shí)例進(jìn)行驗(yàn)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(gè)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(lì)磁電感￡。。諧振網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)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(shí)，工作頻率很高，超出

8、諧振點(diǎn)疋。相反，當(dāng)功率需求高時(shí)，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(gè)不同頻率范圍，分別為：(a)高于五；(b)直接在五點(diǎn)：(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?yàn)樵谶@三種狀態(tài)下，變壓器的輸入阻抗呈感性，輸