宽输出电压的半桥型LLC谐振变换器设计

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1、第50卷第6期电力电子技术Vo1．50，No．62016年6月PowerElectronicsJune2016宽输出电压的半桥型LLC谐振变换器设计周立身(通用电气能源电子(上海)有限公司，上海200233)摘要：宽输出的半桥型LLC谐振变换器的增益变化较大，会导致变换器在较宽的频率范围内工作，这不利于变压器和控制环路的设计。为提升变换器的效率，对宽输出变换器的增益特点进行了分析，并结合工作频率范围和增益要求。提出了一种针对谐振参数计算的方法。最后制作了一台功率为120W，输出电压在10．8—13．2V可调的样机，验证了该方法的正确性。关键词：变换器；宽输出；谐振参数中图分类号：TM46

2、文献标识码：A文章编号：1000—100X(2016)06—0071—03DesignofHalf-bridgeLLCResonantConverterWithWideOutputVoltageZHOULi．shen(GEPowerElectronicss^硼Co．，Ltd．，Shanghai200233，China)Abstract：Thegainofthewideoutputhalf·bndgeLLCresonantconvenersmustvarymuch，whichmayleadtotheconvertersworkinginwiderfrequency．Itisnotgoodf

3、orthedesignofthepowertransformerandthecontrolloop．Toimprovetheeficiency，thispaperdoesadetailanalysisforthegaincharacterofthewideoutputconve~ers．Further-more，combiningtheworkfrequencyandgainrequirement，acalculationmethodofresonantparametersispresented．Finally，a120Wprototypewitll10．8-13．2Voutputisd

4、esignedtoverifythecorrectnessofthemethod．Keywords：conve~er；wideoutput；resonantparameters1引言感组成。主开关管V，V占空比相等，近似为50％，将输入电压斩波。变压器次级绕组和半桥型DC／DC变换器广泛用于中小功率场VD。，VD构成全波整流电路。整流后的电流通过合，使用软开关技术能有效解决高频开关电源的滤波后供给负载吼。通过改变开关频率即可改低效率问题。与传统谐振变换器相比【，半桥型变变换器的增益，进而实现输出电压的控制。LLC谐振变换器结构简单，控制方便，转换效率VDI高，在全负载范围内都能实现开关管

5、的零电压导’通(zvs)，已成为中小功率变换器的优选拓扑。初]_lI级开关管可在全负载范围内实现ZVS：次级整流二极管可在断续导通模式(DCM)下实现零电流开图1半桥型U谐振变换器拓扑关(zcs)t。控制方法采用变频控制，开关管占空Fig．1Topologyofhalf-bridgeLLCresonanteonve~er比保持在50％，避免了占空比随增益变化而变化。LLC谐振变换器有2个谐振频率：①厶，cr谐在此分析了半桥型LLC谐振变换器的工作振时的频率；②L和，谐振时的频率。变原理和软开关特性。研究了宽输出变换器的增益换器基本都在。附近工作。特点及谐振参数的计算方法。以此为基础完成了

6、2．2增益特性样机的设计，并通过实验验证了此方法的正确性。在附近，谐振网络中高次谐波所占的比例2半桥型LLC谐振变换器的工作原理很小，可近似认为只有基波，即只有谐振频率电流2．1半桥型LLC谐振变换器结构流过，可用基波近似法分析，其基波的等效电路如图1为半桥型LLC谐振变换器拓扑。谐振网图2所示。络由谐振电感Lr,谐振电容cr和变压器的励磁电—～UiLmjRac0‰“o定稿日期：2015—12—010ti作者简介：周立身(1978一)，男，辽宁锦州人，硕士，工程图2基波等效电路师，研究方向为中小功率AC／DC变换器。Fig．2Theequivalentcircuitoffundament

7、alwave71第50卷第6期电力电子技术Vo1．50，No．62016年6月PowerElectronicsJune2016其中为谐振网络输入电压经傅里叶变换在区域I；低于额定值输出时应工作在区域Ⅱ。即后的基波分量，Ui~(2／7)Uisin(2~fi)。R为变压器宽输出的变换器应在整个感性区工作．而不仅在次级折算到初级的等效电阻，n为变压器的匝比。谐振点左侧的区域I。此即与宽输入的变换器差谐振网络的输入输出的传递函数为：异较大的