LLC谐振变换器的理论分析与最优化设计ppt课件.ppt

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1、LLC谐振变换器的理论分析与设计陈波深圳睿德电子实业有限公司2021/8/182内容2概述2工作原理分析22主电路参数设计312控制电路设计42总结53主电路参数MOSFET谐振电容Cr整流二极管滤波电容CO变压器谐振电感：Lr（漏感）Lm（励磁电感）匝比n磁芯4主电路参数设计首页功率，电压电流应力谐振原理谐振网络（Cr，Lr，Lm)工作原理分析MOSFET整流二极管最佳工作点（工作频率范围）输出滤波电容输出电压纹波变压器Lr,Lm5控制电路设计首页控制策略：（PFM控制）控制芯片传递函数控制电路参数（补偿网络）工作原理分析拓扑，主电路参数功能：恒压/恒流6内容2概述2工作原理分析22主电

2、路参数设计312控制电路设计4(1)电路工作模态分析(2)输入输出传递函数f(t)=Vo/Vin(3)传递函数f(t)与开关频率和负载的关系2总结57工作原理分析[t0-t3]阶段8工作原理分析[t3-t4]阶段9工作原理分析[t4-t5]阶段10工作原理分析[t5-t8]阶段11一次谐波近似理论(FHA):假设输入到输出的能量传递主要是基于电压、电流傅里叶级数的基波分量输入输出的传递函数输入输出传递函数:电压傅立叶级数：12基波分量有效值输入输出的传递函数傅立叶级数：基波分量：13基波分量有效值输入输出的传递函数等效负载电阻14输入输出的传递函数输入输出传递函数：特征阻抗：谐振频率：品质

3、因数：电感比例：输入输出电压增益与开关频率和负载的关系？15输入输出的传递函数f1AB开关频率越高增益M越小，Vo越小当fS>f1时，开关频率越高，增益M越小当fS

4、1电压增益Mbcf2d控制策略：fS越高，M越小20输入输出的传递函数frAR1R2R2=0.74R3R4R1=0.1R3=1R4=1000电压增益M控制失效：负载为R1，输入电压恒定，fS

5、2=0.74R1=0.1R3=1R4=1000fO感性工作区容性工作区电压增益MR2串联谐振电路中，电源频率fS大于谐振电路特征频率fr时，电流相位滞后电压相位，输入阻抗为感性23仿真输入电压为400V，满载200W，fs=150KHziLr>0iLr<0ABABiLr24仿真输入电压为400V，轻载20W，fs=200KHziLr>0iLr<0ABABiLr25仿真输入电压为400V，满载200W，fs=60KHziLr<0iLr<0ABABiLr26输入输出的传递函数frR2=0.74R1=0.1R3=1R4=1000fO感性工作区容性工作区电压增益MR2串联谐振电路中，电源频率fS大

6、于谐振电路特征频率fr时，电流相位滞后电压相位，输入阻抗为感性fminfmax27内容2概述2工作原理分析22主电路参数设计312控制电路设计42总结528谐振电路设计步骤设计规格：（1）输入电压范围：Vdc.min~Vdc.max（2）额定输入电压：Vdc.nom（3）输出电压：Vout（4）最大输出功率：Pout（5）谐振频率：fr（6）最大工作频率：fmax目标：（1）最大输入电压和空载时输出电压恒定（2）在整个工作范围内（最大最小输入电压，满载轻载）实现零电压开关(ZVS)附加信息：（1）MOSFET的寄生电容：CZVS（2）驱动信号的死区时间：TD29谐振电路设计步骤步骤1：令额

7、定输入电压时的电压增益为1，并求出变压器匝比n，步骤2：最大、最小电压增益步骤3：最大归一化工作频率步骤4：负载折射回变压器原边的电阻有效值30谐振电路设计步骤步骤5：漏感和励磁电感比步骤6：最大品质因数Q步骤7：满载、最小输入电压时实现ZVS的最大品质因数Q步骤8：空载、最大输入电压时实现ZVS的最大品质因数Q31谐振电路设计步骤步骤9：在整个工作范围内实现ZVS的最大品质因数Q步骤10：满载、最小输入电压时的最小工作