LLC谐振变换器的参数设计

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1、万方数据LLC谐振变换器的参数设计赵敏杰，戴瑶，张怀武(电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室，四川成都610054)摘要：对于LLC谐振变换嚣，谐振网络参数的设计对提高变换器的工作性能有着重要的影响．采用基波分析结合频率仿真的方法，在对LLC变换器的直流电压增益特性、零电压开通条件及谐振网络传输效率进行详细分析的基础上，总结推导出一种简单、高效的LLC谐振变换器的参数设计方法，并给出其具体设计过程．最后，基于所提出的方法设计了具有90％变换效率的300kHz、60W的LLC谐振变换器，实验结果证实了所提出设计

2、方法的可行性．关键词：LLC谐振变换器：参数设计；软开关中图分类号：TM46文献标识码：B文章编号：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引言通过合理设计，LLC谐振变换器可以在宽输入电压及宽负载变化范围内获得高效率。LLC谐振变换器与脉宽调制(PWM)变换器的区别在于，前者通过固定占空比、控制开关频率来调节输出电压，可在窄的频率变化范围内得到稳定的输出。同时，它可在全负

6、载变化范围内实现MOS管和整流管的零电压开通及零电流关断，实现高效率。而且LLC谐振变换器的谐振电感可以集成于主变压器里，也不需要输出滤波电感，可以收稿日期：2010．07-09修回日期：2010-10．28通讯作者：赵敏杰E—mail：zhao_minjie@163．corn磁性材料及器件2011年4月在降低输出整流二极管所承受的电压应力的同时提高变换器的功率密度【l'2l。本文在对LLC谐振变换器在不同工作条件下的特性分析的基础上，总结出一种简单、高效的LLC谐振变换器参数设计方法。基于这种方法，变换器可以实现在

7、所需的工作范围内的高效率，并通过一个300kHz、60W的LLC谐振变换器的设计实例进行验证。2LLC谐振变换器的主电路结构LLC谐振变换器的主电路结构如图l所示，可以看出，LLC谐振变换器的谐振网络由三个谐振元件构成，分别为谐振电感厶、谐振电容cr和变压器的励磁电感￡。。谐振网络有两个谐振53万方数据图1LLC谐振变换器频率，分别是串联谐振频率疋和最小谐振频率厶i。，其中，z2司1西‘1)r1’，”，嘶n。—2R'4Cr(L—r+Lm)。z’LLC谐振变换器的工作频率取决于功率需求，功率需求低时，工作频率很高，超出

8、谐振点疋。相反，当功率需求高时，控制环路降低开关频率。总的看来，LLC谐振变换器可工作于五个不同频率范围，分别为：(a)高于五；(b)直接在五点：(C)fmi。和．五之间(输入阻抗呈感性的情况)；(d)fmi。和五之间(输入阻抗呈容性的情况)；(e)fkE于矗i。【31。理想的工作状态为前三种状态，因为在这三种状态下，变压器的输入阻抗呈感性，输