基于LLC諧振電路帶APFC的兩級變換器的研究.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要求開關(guān)電源能實現(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)展趨勢和課題要求，采用兩級式AC/DC變換器結(jié)構(gòu)來設(shè)計開關(guān)電源，前級是具有有源功率因數(shù)校正（APFC）作用的單周期控制的Boost電路拓撲，后級是具有減小開關(guān)損耗的軟開關(guān)LLC諧振電路拓撲。
　　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電路中的實現(xiàn)方法，并對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)定性進行了理論分析，進而實現(xiàn)了主電路的參數(shù)設(shè)計。同時基于狀態(tài)空間平均法建立了Boost電路的小信號模型，對平均電流控制和單周期控制的控制器設(shè)計進行了理論分析和軟件仿真，驗證了單周期控制和平均電流控制都可以實現(xiàn)很好的功率因數(shù)校正。最后結(jié)合控制芯片IR1150完成了整個控制電路的設(shè)計。
　　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。同時研究了諧振網(wǎng)絡(luò)參數(shù)對電壓增益、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

4、要求，實現(xiàn)了LLC主電路的參數(shù)設(shè)計，同時采用擴展描述函數(shù)法對LLC進行小信號建模，為其控制器的設(shè)計提供理論指導(dǎo)，最后結(jié)合控制芯片L6599完成了整個控制電路的設(shè)計。
　　最后論文根據(jù)上述研究和分析，研制了一個前級最大輸出300W，后級最大輸出120W的兩級變換器的實驗樣機，并分別對前級BoostAPFC電路和后級LLC諧振電路進行了實驗測試和分析，證明了整個設(shè)計方案的正確性和可行性，從而保證了樣機具有高功率因數(shù)和高效率。