基于高效率、高功率密度的要求,通過(guò)研究各參數(shù)對(duì)電路運(yùn)

1、摘要：介紹了一種LLC諧振變換器參數(shù)的設(shè)計(jì)方法?；诟咝省⒏吖β拭芏鹊囊?，通過(guò)研究各參數(shù)對(duì)電路運(yùn)行和性能所造成的影響，設(shè)計(jì)最優(yōu)化的參數(shù)以滿足變換器的設(shè)計(jì)要求，并給出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：LLC諧振變換器；參數(shù)優(yōu)化；高功率密度Abstract:ThedesignmethodofparametersinLLCresonantconverterisintroduced.Indertosatisfythedemofhighefficie

2、ncyhighpowerdensityamethodofoptimizationofparametersinLLCresonantconverteriselabatedonthebaseoftakinganinvestigationoftheeffectinoperationperfmancecausedbyvariationinparameters.Theexperimentalresultshaveverifiedthevalidi

3、tyoftheproposeddesignoptimizationmethod.0引言隨著開關(guān)電源開關(guān)電源的發(fā)展，軟開關(guān)技術(shù)得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。作為諧振型軟開關(guān)拓?fù)涞囊粋€(gè)代表———LLC諧振變換器，其以功率密度高、開關(guān)損耗小等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為近年來(lái)一個(gè)研究熱點(diǎn)。如何最優(yōu)設(shè)計(jì)LLC諧振變換器的參數(shù)使其在軟開關(guān)的條件下滿足輸入輸出變化的要求就顯得尤為重要。本文介紹了一種LLC諧振變換器的參數(shù)設(shè)計(jì)，并用實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了其有效性。1電路概述圖1

4、為半橋結(jié)構(gòu)的LLC諧振變換器的主電路拓?fù)?，兩個(gè)主開關(guān)S1和S2構(gòu)成一個(gè)半橋結(jié)構(gòu)，其驅(qū)動(dòng)信號(hào)均是固定0.5占空比的互補(bǔ)信號(hào)，串聯(lián)諧振電感Ls、串聯(lián)諧振電容Cs和并聯(lián)諧振電感Lp構(gòu)成LLC諧振網(wǎng)絡(luò)。該諧振網(wǎng)絡(luò)連接在半橋的中點(diǎn)和地之間，因此諧振電容Cs也起一個(gè)隔直的作用。在變壓器副邊，整流二極管D1和D2組成中間抽頭的整流電路，整流二極管直接連接到輸出電容Co上。當(dāng)并聯(lián)電感Lp上的電流iLp大于諧振槽路上的電流ip時(shí)，電流ip1大于零，原邊向

5、副邊輸送能量，同時(shí)并聯(lián)電感兩端電壓被箝位，參與諧振的只有串聯(lián)諧振電感Ls和串聯(lián)諧振電容Cs，此時(shí)的諧振頻率稱為串聯(lián)諧振頻率，記作fs；當(dāng)并聯(lián)電感上的電流iLp在其上箝位電壓的作用下線性上升到與諧振槽路電流ip相同時(shí)，電流ip1減小到零，原邊不再對(duì)副邊傳輸能量，此時(shí)并聯(lián)諧振電感Lp與串聯(lián)諧振電感Ls、串聯(lián)諧振電容Cs一起參與諧振，其諧振頻率稱為串并聯(lián)諧振頻率，記做fm。當(dāng)開關(guān)管的工作頻率小于fm時(shí)，變換器工作在容性狀態(tài)；當(dāng)開關(guān)頻率處于fm

6、和fs之間時(shí)，變換器工作在感性且副邊整流二極管處于零電流關(guān)斷狀態(tài)；當(dāng)開關(guān)頻率大于fs時(shí)，零電流關(guān)斷條件不再存在，LLC等同于一般的串聯(lián)諧振電路。根據(jù)以上推導(dǎo)的直流增益解析式，再采用Mathcad得到直流增益與工作頻率的關(guān)系如圖3所示。橫坐標(biāo)是開關(guān)頻率與串聯(lián)諧振頻率的比值x越ffs；縱坐標(biāo)是直流增益。圖3k值不變情況下同Q值時(shí)的電壓增益頻率特性首先設(shè)計(jì)匝比n，為使電路工作在串聯(lián)諧振頻率以下和串并聯(lián)諧振頻率以上這個(gè)范圍內(nèi)，將最高輸入電壓時(shí)的

7、工作頻率固定在串聯(lián)諧振頻率上。從圖3中我們可以看到不同Q值的電壓增益曲線在串聯(lián)諧振頻率點(diǎn)時(shí)匯聚在一點(diǎn)上，據(jù)此可以得到式（3），即通過(guò)式（3）可以解出匝比n。然后進(jìn)行k值的設(shè)計(jì)：由圖4可以看到k值越大，最小開關(guān)頻率和諧振頻率之間的比值（即x值）就越小，也就意味著當(dāng)輸入電壓變化時(shí)，開關(guān)頻率變化范圍也就較大，這樣不利于變壓器的工作；而同時(shí)如果k值較小，即并聯(lián)電感Lp相對(duì)較小，這樣流過(guò)Lp的旁路電流也就較大，則并聯(lián)電感上的損耗較大，影響傳輸效率