高效率CLL谐振变换器的分析与设计.pdf

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1、第48卷第1期电力电子技术Vo1．48，No．12014年1月PowerElectronicsJanuary2014高效率CLL谐振变换器的分析与设计吴建雪，许建平，陈章勇，董政(西南交通大学，电气工程学院，四川成都610031)摘要：阐述了CLL谐振变换器的工作原理，该变换器能在全负载范围内实现开关管的零电压开关(zvs)和次级整流二极管的零电流开关(ZCS)，降低了开关管的开关损耗，消除了二极管的反向恢复损耗。与传统LLC谐振变换器相比．CLL谐振电路网络中并联谐振电感上的电压随负载减小而减小，流过并联谐振电感上的电流也因此减小，从而减小了轻载时的环流损耗，改

2、善了轻载效率。采用基波近似(FHA)分析方法分析CLL谐振变换器，得到该变换器的直流增益特性，并给出变换器关键参数的设计原则。通过实验验证了理论分析的正确性。关键词：变换器；零电压开关：零电流开关中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1000—100X(2014)01—0027—03AnalysisandDesignofHighEficiencyCLLResonantConverterWUJian—xue，XUJian-ping，CHENZhang—yong，DONGZheng(SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu61003

3、1，China)Abstract：TheworkingprincipleofCLLresonantconverterisanalyzed．Thisconve~ercanachievezerovoltageSW-itching(ZVS)turning—onforswitchesfromzeroloadtofullloadandzerocurrentswitching(ZCS)turning—offorsea—ondaryrectifierdiode，andthustheswitchinglossofswitchisreducedandreverserecoveryl

4、ossofdiodeareelimi-nated，andthereforehighereficiencyisachieved．ComparedwithconventionalLLCresonantconverter，thevoltageontheresonantinductorandthecurrentoftheresonantinductorarereducedastheloaddecreases，therebyreducingthecirculationloss，andlight—loadeficiencyhasbeenimprovd．ToobtaintheD

5、Ccharacteristicoftheconve~er，thefun—damentalharmonicapproximation(FHA)analysismethodisadopted，thedesignprincipleofkeyparametersoftheco-nverterisgiven．Thecorrectnessofthetheoreticalanalysisisverifiedbytheexperiment．Keywords：converter；zerovoltageswitching；zerocurrentswitchingFoundationP

6、roject：SupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．51177140)；FundamentalResea—rchFundsforCen~alUniverities(No．2682013ZT20)1引言小而减小．流过谐振电感上的电流也因此减小，从而减小了环流损耗，提高了轻载效率。此外，CLLLLC谐振变换器[1-3】可在全负载范围内实现开谐振变换器采用外加谐振电感．变压器励磁电感关管的ZVS导通和次级整流二极管的ZCS关断，不参与谐振，降低了变压器的设计难度。且次级无输出滤波电感。整流二极管电压应

7、力较低。然而，流过LLC谐振变换器初级开关管的电2工作原理分析流等于变压器励磁电感电流与串联谐振支路电流图1为CLL谐振变换器电路。开关管V，V之和，开关管导通损耗较大。此外，变压器励磁电感组成半桥结构；谐振网络由谐振电容C、谐振电感电压箝位在输出电压，不随负载变化而变化．带来。，：组成；次级采用中心抽头式整流输出；Co为较大的环流损耗，在轻载条件下变换器效率较低。输出滤波电容；R。为等效负载电阻。与LLC谐振基于上述问题，这里研究了CLL谐振变换器。变换器一样．CLL谐振变换器也存在两个谐振频与传统LLC谐振变换器类似。CLL谐振变换器可率，，由。，c谐振产生，

8、fi=l／