LLC谐振变换器的一种宽范围输入设计方法.pdf

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1、第36卷第4期电子器件Vol．36No．42013年8月ChineseJournalofElectronDevicesAug．2013ADesignMethodofLLCResonantConverterforWideRangeInput*GENGYuru，HUANGShiyong(DepartmentofElectricityandElectron，ChengduTechnologicalUniversity，Chengdu610031，China)Abstract:AsimplifiedtimedomaingaincurveofLLCresonantconverterforwi

2、derangeinputapplicationwaspro-posed．Theconverterwasdividedintotwokindofmodalityduringoneswitchingcycleandthesimplifiedgaincurveoftheconverterwasderivedbyestablishingthetimedomainstateequationtogetherwithinitialconditionandboundarycondition．AdesignmethodofLLCresonantconverterforwiderangeinputwa

3、sproposed，consideringthequalityfactorQandinductanceratiohaskeyfactors．Finally，a200Wprototypewasbuild．Theprototypecanrealizepowerconversionwithhighefficiencyfrom120Vto220Vinputvoltagerange，whichverifiesthefeasibilityoftheproposedmethod．Keywords:LLCresonantconverter;widerangeinput;timedomaingain

4、curve;designmethodEEACC:1290Bdoi:10．3969/j．issn．1005－9490．2013．04．014LLC谐振变换器的一种宽范围输入设计方法*耿玉茹，黄世勇(成都工业学院电气与电子工程系，成都610031)摘要:提出了LLC谐振变换器的一种简化时域增益曲线。在一个开关周期内，将LLC谐振变换器分为两种工作模态，通过建立每个工作模态下的时域状态方程，以及初始条件和边界条件，推导得到LLC谐振变换器的简化时域增益曲线。提出了一种基于简化时域增益曲线的宽范围输入的设计方法，该方法以品质因数Q和电感比h为设计关键要素。最后完成了一台200W的样机制作，

5、样机在120V～220V工作电压范围内均能实现高效率功率变换，实验结果验证了该方法的有效性。关键词:LLC谐振变换器;宽范围输入;时域增益曲线;设计方法中图分类号:TM46文献标识码:A文章编号:1005－9490(2013)04－0492－05由于LLC谐振变换器的自然软开关工作特性，LLC谐振变换器的增益曲线。文献［10］提出了使得其能够实现高效率、高功率密度和低成本的功LLC谐振变换器的一种精确的时域增益模型，但是率变换，是业内公认的一款适合中、小功率应用的该模型相对复杂，实际增益曲线绘制需要借助［1］DC/DC拓扑。LLC谐振变换器已经在通信电源，Matlab等软件完成。文

6、献［11］提出了完成了一台输［2］［3］LED驱动以及新能源发电等领域得到广泛应入电压为250V～400V的LLC谐振变换器的设计与用。国内外相关的文献报道层出不穷，常见的研究实验，但是文中宽范围输入设计是基于基波等效分析［4－5］［6］方向有谐振腔设计方法研究、启动方法研究、法FHA(FundamentalHarmonicApproximation)得到的［7］［8－9］优化设计策略研究和拓扑延拓研究等。而随增益曲线，在工作频率偏离谐振频率较大时，由于着宽范围输入应用场合的不断增多，如燃料电池系FHA分析方法得到的最大增益点与实际存在较大偏［3］［4］统中，要求输入电压范围达到两

7、倍以上，宽范围差，因此设计结果往往不是最优的。［10－12］输入成为研究热点。总结现有的文献报道关于LLC谐振变换器宽因为LLC谐振变换器工作在频率调制模式，随范围输入的研究，可以发现，目前还缺少一种相对简着开关频率的不同，变换器的工作特性和增益将跟单且准确的设计方法。本文首先通过模态分析推导随着变化。为了设计宽范围输入，关键是要获得得到LLC谐振变换器的简化时域增益曲线，在此基收稿日期:2013－04－07修改日期:2013－04－22第4期耿玉茹，黄世勇:LLC谐