一種LLC半橋諧振變換器的設計.pdf

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1、一種LLc半橋諧振變換器的設計張鵬，等一種LLC半橋諧振變換器的設計張鵬，李桂玲(陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院電子信息學院陜西西安，710300)摘要：針對一種智能型LED路燈控制器中的Dc／DC變換器進行了設計，提出了基于飛兆公司的FRFS2100控制器的LLC半橋諧振變換器的設計方案，并對其工作原理、性能特點進行了分析和研究，在此基礎上進行了電路參數(shù)設計和校驗，通過實際電路測試，達到了預期參數(shù)要求，驗證了理論的正確性。關(guān)鍵詞：諧振變換器；校驗；電路測試中圖分類號：TM46文獻標識碼：ADOI編碼：10．14016／j．cnki．1

2、001—9227．2016．08．030Abstr舵t：neforanimelligentLEDstreetlightcontrollerinDC／DCconverterdes洳，pmposedtrillioncompanyFRFS2100contr01lerofLLChalfbridgeresonantconverterdesignbasedonnightandonitsworkingpdncipleandpeIfbnnancefeaturesofanalysisandresearch．Basedontlliswerecircu

3、itparametersdesignandveri6c“on，tIlroughtheactualcircuittestingandreachedtheexpectedpa—rameters，veri母thecon℃cmessofthetheory．Keywords：resonantconverters；check；circuittestingO引言隨著高頻化技術(shù)在現(xiàn)代電源中的應用，電源的性能，尤其是工作效率得到了顯著提升，體積大為縮減?。但同時，由于功率開關(guān)的損耗的存在，出現(xiàn)了功率和效率的瓶頸。而新型諧振變換器的出現(xiàn)，很好地解決了

4、這一難題，因其工作頻率高、易于實現(xiàn)軟開關(guān)技術(shù)等優(yōu)點，目前，在中小功率的電源系統(tǒng)中，如在通信、計算機、工業(yè)設備和照明等領(lǐng)域，被廣泛應用。LLC半橋諧振變換器是以串聯(lián)和并聯(lián)LC諧振變換器為電路基礎，衍生而來。它兼顧了串、并聯(lián)諧振變換器的優(yōu)點，只要使開關(guān)頻率，大于LLc的本證諧振頻率^，而小于Lc本征諧振頻率，時，就可實現(xiàn)開關(guān)器件的零電壓導通zVs，顯著減小了開關(guān)損耗，是目前應用廣泛、性能優(yōu)良的一種諧振變換器拓撲結(jié)構(gòu)¨4-。圖1LLc半橋諧振變換器主電路1電路結(jié)構(gòu)和工作原理如圖1所示，主電路由三部分構(gòu)成：Q。、Q：組成半橋互補驅(qū)動開關(guān)電

5、路，其驅(qū)動脈沖占空比D均為O．5；諧振電容C，、串聯(lián)諧振電感L，與變壓器原邊繞組并聯(lián)諧振電感L。構(gòu)成諧振網(wǎng)絡；變壓器副邊帶中心抽頭繞組與整流二極管D1、D2、輸出電容e一起構(gòu)成全波整流濾波電路。LLC諧振變換器有兩個諧振頻率：一個由C，、￡，構(gòu)成的串聯(lián)諧振頻率工，此時￡。不參與諧振；另一個是由c，、￡，+L。參與諧振的串并聯(lián)諧振頻率厶，此時L。參與諧振舊。。。如式式(1)、式2所示。收稿日期：2016—04—28作者簡介：張鵬(1977一)，男，漢族，黑龍江哈爾濱人，碩士，講師，主要研究方向為電子信息技術(shù)及自動控制?！?0·，：—

6、—蘭(1)，32i萬i‘1’^2而差雨‘2)根據(jù)電路原理對LLC半橋諧振變換器進行等效，得到圖2所示電路。圖2LLC半橋諧振變換器等效電路其中K。是輸入電壓，尺。是變壓器副邊折算到原邊的等效電阻，則電路的輸入阻抗乙的推導公式為：，R，一R。C，(L。+￡，)∞20l白(L。一￡，C，L?！?)，。、z滬———j互孑面面■一¨’其中：∞=2以。由式(3)可知：當厶<，缸時，能實現(xiàn)開關(guān)管的z餾，副邊整流二極管的zcS。因此以<，．

7、。通常，用六個階段來描述LLC諧振變換器一個完整工作周期，其中D。為開關(guān)管等效體二極管，c。為開關(guān)管等效結(jié)電容，D，、D：為輸出端整流二極管，屯為諧振電流，ih為勵磁電感電流。階段1(￡oi。，由同名端可知：變壓器副邊繞組以的極性為上正下負，D，導通，輸出電壓為E。因此，￡。電壓恒定在(M／璣)木K，恒壓儲能，ih線性上升，此階段參與諧振的只有c，和￡，，￡。不參

8、與。階段2(f。<￡<￡2)：Q。導通，Q2截止，D。導通，D2截止?！辍繒r刻，口。零電壓開通，o線性上升，0由零值變?yōu)檎?，仍然以正弦波?guī)律增加。此刻，i厶>ih，變壓器的原邊繞組M電流仍為i，=0一ih，D。導通，￡。電壓仍恒定在(也／批)術(shù)K