基于LLC諧振電路帶APFC的兩級(jí)變換器的研究.pdf

1、電力電子技術(shù)和功率器件的發(fā)展促進(jìn)了開關(guān)電源的高速發(fā)展，一方面由于材料成本和體積重量的減小要求開關(guān)電源能實(shí)現(xiàn)高頻化和高功率密度，另一方面由于諧波污染和能源危機(jī)要求開關(guān)電源能實(shí)現(xiàn)高功率因數(shù)和高效率，所以論文根據(jù)開關(guān)電源的發(fā)展趨勢(shì)和課題要求，采用兩級(jí)式AC/DC變換器結(jié)構(gòu)來設(shè)計(jì)開關(guān)電源，前級(jí)是具有有源功率因數(shù)校正（APFC）作用的單周期控制的Boost電路拓?fù)?，后?jí)是具有減小開關(guān)損耗的軟開關(guān)LLC諧振電路拓?fù)洹?br>　　論文首先分析了單周期

2、控制的基本原理以及單周期控制在BoostAPFC電路中的實(shí)現(xiàn)方法，并對(duì)單周期控制的兩種調(diào)制模式即前沿調(diào)制和后沿調(diào)制以及單周期控制的穩(wěn)定性進(jìn)行了理論分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了主電路的參數(shù)設(shè)計(jì)。同時(shí)基于狀態(tài)空間平均法建立了Boost電路的小信號(hào)模型，對(duì)平均電流控制和單周期控制的控制器設(shè)計(jì)進(jìn)行了理論分析和軟件仿真，驗(yàn)證了單周期控制和平均電流控制都可以實(shí)現(xiàn)很好的功率因數(shù)校正。最后結(jié)合控制芯片IR1150完成了整個(gè)控制電路的設(shè)計(jì)。
　　其次根據(jù)LLC

3、諧振電路在不同開關(guān)頻率區(qū)間的工作原理，著重分析了小于諧振頻率的各個(gè)工作模態(tài)，并利用基波分析法建立了LLC諧振電路的穩(wěn)態(tài)模型，詳細(xì)分析了三元件諧振網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗及電壓增益與開關(guān)頻率的關(guān)系，確定了軟開關(guān)的工作頻率范圍。同時(shí)研究了諧振網(wǎng)絡(luò)參數(shù)對(duì)電壓增益、電流增益和恒功率輸出的影響，為不同輸出模式的LLC諧振網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)設(shè)計(jì)提供了理論指導(dǎo)，從而保證LLC諧振電路在不同輸出模式下都能一直實(shí)現(xiàn)原邊MOSFET的零電壓開通。論文根據(jù)穩(wěn)態(tài)分析及相應(yīng)的設(shè)計(jì)

4、要求，實(shí)現(xiàn)了LLC主電路的參數(shù)設(shè)計(jì)，同時(shí)采用擴(kuò)展描述函數(shù)法對(duì)LLC進(jìn)行小信號(hào)建模，為其控制器的設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo)，最后結(jié)合控制芯片L6599完成了整個(gè)控制電路的設(shè)計(jì)。
　　最后論文根據(jù)上述研究和分析，研制了一個(gè)前級(jí)最大輸出300W，后級(jí)最大輸出120W的兩級(jí)變換器的實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，并分別對(duì)前級(jí)BoostAPFC電路和后級(jí)LLC諧振電路進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試和分析，證明了整個(gè)設(shè)計(jì)方案的正確性和可行性，從而保證了樣機(jī)具有高功率因數(shù)和高效率。