数字控制同步整流LLC变换器研究.pdf

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1、第45卷第9期电力电子技术V01．45．No．92011年9月PowerElectronicsSeptember2011数字控制同步整流LLC变换器研究廖文，余定轩，高艳霞(上海大学，上海200072)摘要：LLC串联谐振变换器具有高效率和高集成度的特点。论述了带同步整流的LLC变换器的数字控制方法，运用仿真方法得到了LLC的小信号模型，并进行了补偿器设计。针对传统同步整流电路的不足，提出了一种数字控制的同步整流电路驱动策略，并通过仿真及实验验证了该方法的可行性。关键词：变换器；谐振；同步整流；数字控制中图分类号：TM46文献标识

2、码：A文章编号：lO00-100X(2011)09-0117-03ResearchonDigitalControlofLLCConverterwithSynchronousRectificationUA0Wen。YUDing—XU813．。GA0YaJl-xia(Shangha／University，Shangha／200072，China)Abstract：LLCconverterhashi【gheficiencyandhighintegration．AdigitalcontrolmethodofLLCwitllsynchron

3、ousrectificationispresented．Smallsignalmodelisconcludingbysimulationtoolswithitscompensationdesigned．AnewmethodfordigitalcontrolledofLLCconverterwithsynchronousrectificationispresented．Thesimulationandexperi-mentalresultsdemonstratetheefectivenessofthemethod．Keywords：

4、converter；resonant；synchronousrectification；digitalcontrol1引言容和变压器等效励磁电感组成的谐振腔将能量传输到变压器次级改变开关频率，实现调节随着通信系统性能的不断提高。对通信电源输出电压的目的。1的效率、体积及性能提出了更高要求。LLC变换器正逐步取代传统的全桥移相电路而应用于通信电源。LLC变换器效率高，在负载变化时，只要电路cl￡VSr1I卜V—D—2C卜r—vn}￡_-m一]工作在感性区域．初级的MOSFET就工作在ZVSVSL开通状态，大大减少了损耗。同时，LLC

5、变换器的效率随前端输入电压的增加而提高．更适合于前逻辑控制HVCOHPID端采用PFC电路的变换器。在此论述了基于DSP实现的同步整流LLC图1带同步整流的LLC谐振变换器拓扑变换器的数字控制技术。首先通过SIMetrix／LLC谐振变换器包括两个谐振频率：Simplis软件对LLC电路进行了小信号分析及补r1，一1，1、偿电路设计，在此基础上，提出了一种新型应用于^r面’一丽LLC电路的同步整流方法，提高了次级的效率。为由式(1)可见。。根据负载不同，LLC电路了提高控制精度，这里还介绍了一种提高输出分会运行于大于．和两个谐振频

6、率之间的感性区辨率的方法。域。LLC变换器的小信号模型可表示为【1：2LLC变换器的小信号分析和补偿G’f(s)=K(+s[1+s／(Qta。)+s2／ta?](1+s／tara)(2)图1示出带同步整流的LLC半桥谐振变换器式(2)中，分母2次方程的解根据变换器运行主电路。变压器初级MOSFETVS和VS占空比状态的不同．可以是双重极点或双极点。低频的相等，且略小于50％。通过由谐振电感L、谐振电∞由输出滤波电路产生，而s由电容等效串联电阻产生。定稿日期：2011一o2—12作者简介：廖文(1986一)，男，上海人，硕士研究生，

7、研究由于状态空间法不适合谐振变换器小信号推方向为UJC谐振开关电源。导．故采用SIMetrix／Simplis软件模拟LLC谐振变117／J-j叮jL个VoL斗3．O．2011年9月PowerElectronicsSeptember2011换器的小信号模型。图2a示出=100kHz的LLC该电压的变化来判断MOSFET开通与关断时间。变换器波特图。由于同步整流管封装引起的串联寄生电感使漏由图2a可见．当uJC变换器运行频率高于源极两端的电压超前同步整流管的电流相位．且接近谐振频率时，有一个基本不变化的低频这样会导致同步整流管提前关

8、断，增加了损耗。极点和等效串联电阻零点．另外的双重极点变成文献【3]通过增加2个三极管来避免由串联寄生2个实极点，1个移向高频，1个移向低频。当LLC二极管引起的提前关断的情况。该方法虽解决了变换器运行在低于的感性区域时，左半平面有由同步整流寄生电