非对称半桥 LLC 谐振变换器同步整流 数字设计内容.pdf

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1、第16卷第4期电源学报Vol.16No.4第2401期8年7月JournalofPowerSupplyJul.2018DOI：10.13234/j.issn.2095鄄２８０５．２０１8．4.113中图分类号：TM921.52文献标志码：A非对称半桥LLC谐振变换器同步整流数字设计1211洪良，杜建华，王均，马皓（1.浙江大学电气工程学院，杭州310027；2.北京控制工程研究所，北京100190）摘要：主要针对非对称半桥LLC谐振型变换器同步整流技术的数字化控制进行设计。由于工程应用中要求原边电流进行软件保护，因此在不增加额外电流互感器且满足工程需求的情况下，提出基于

2、原边谐振电流和输出电压控制副边同步整流管导通时间的控制策略，有利于效率的提升，并给出了详细的时域分析。最后搭建了基于FPGA的300W实验样机，实验结果表明，样机整机效率达到了92.1%。关键词：LLC谐振变换器；FPGA；同步整流；数字控制DigitalDesignforSynchronousRectificationUsedinLLCResonantConverterwithAsymmetricalHalf鄄bridges1211HONGLiang,DUJianhua,WANGJun,MAHao（1.CollegeofElectricalEngineering,Zh

3、ejiangUniversity,Zhejiang310027,China;2.BeijingInstituteofControlEngineering,Beijing100190,China）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ThispapermainlyaimsatthedesignofdigitalcontrolofsynchronousrectificationtechnologyusedinLLCresonantconverterwithasymmetricalhalf鄄bridges.Consideringthattheprimary鄄sidecurrentneedstob

4、eprotectedbysoftwareinengineeringapplications,underthepremiseofnotaddingadditionalcurrenttransformerswhilesatisfyingtheengineeringrequirement,acontrolstrategybasedontheprimary鄄sideresonantcurrentandoutputvoltageisproposedtocontroltheconductiontimeofthesecondarysynchronousrectifiers,which

5、canimprovetheefficiency.Moreover,adetailedanalysisintimedomainisgiven.Finally,a300Wexperimentalprototypebasedonfield鄄programmablegatearray（FPGA）wasbuilt,andexperimentalresultsshowedthattheprototype’soverallefficiencyachieved92.1%.Keywords:LLCresonantconverter;field鄄programmablegatearray（

6、FPGA）;synchronousrectification;digitalcontrol近年来，在电力电子领域中，高功率密度和高间接法中存在多种信号的识别方式。文献[1]中提出效率的开关电源越来越受人们的欢迎。由于能够实用通过同步整流管的电流产生来产生同步整流驱现原边开关管的零电压开通和副边整流管的零电动。这种产生驱动的方法简单易行，但是要求额外[1鄄18]流关断，LLC变换器得到了越来越广泛的运用。的添加电流互感器和相应的外围控制电路；文献[2]在低压大电流的运用场合，为了减小副边整流管的中提出通过检测同步整流管两端的DS电压来产生导通损耗从而提高LLC变换器的整机

7、效率，同步同步整流驱动。这种方法依赖于同步整流管的寄生整流技术代替不控整流得到运用。如何产生最适的参数；文献[3]中提出通过开环外设同步整流管的导同步整流驱动是同步整流技术的核心关键。同步整通时间来产生同步整流驱动。这种方法是一种比较流技术是LLC谐振变换器的热点问题之一，目前主粗略的控制方法，没有达到效率的最优；文献[4鄄6]流的策略分为两类方法，一类直接法，一类间接法，中提出仅仅通过检测输出电压来和自适应的同步整流时间的调整产生同步整流驱动，这种方法适用于收稿日期：2016鄄11鄄28；修回日期：2017鄄08鄄07低压输出，而且对于