半桥llc谐振式通信电源的研究与设计

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1、半桥LLC谐振式通信电源的研究与设计第1章绪论1.1课题研究背景及意义随着对全球通信覆盖能力和宽带需求的加速增长，通信电源，作为通信系统稳定工作的基石，也迎来了不断增长的市场。最初的通信电源采用的是晶闸管相控整流技术，所设计的通信电源体积庞大，效率偏低。这种技术逐渐被高频整流技术所取代，但是到目前为止，在通信电源网络之中仍有效率低，体积相对较大的老旧设备，通信电源要朝着小体积，高效率，高功率密度的方向发展，逐步更新现有技术，取代这些老旧的通信电源[1,2]。将电力电子技术与数字化技术结合研发出引领高效率、数字化、智能化的通信电源

2、是每一位电源工程师的目标。近几年来，通信电源的效率逐渐提高，翻开整流技术新时代的一页。现在通信网络的大量老旧电源，模块效率低，系统没有休眠功能，实际效率仅为85%左右；如果将通信电源的满载效率提升到98%以上，并且在低载情况下也可以实现高效率输出，同时通过模块休眠技术，使系统效率向模块最高效率逼近。通信电源效率对比图如下图1-1所示，绿色85BUS便于监控，通信电源原理框图如下图所示：有源功率因数校正电路的拓扑结构由升压式，降压式和升降压式主拓扑结构，下面将简要分析各个拓扑结构的工作原理，分析各个优缺点。软开关DC/DC变换器主

3、要通过谐振来实现，在半桥或者全桥变换器的基础上加上谐振网络实现零电压开通或者零电流的关断，传统的谐振变换器有串联谐振变换器，并联谐振变换器和串并联谐振变换器，在传统谐振变换器的基础上又有改进的LLC谐振式变换器，下面对这四种谐振变换器做简要的介绍。第3章有源功率因数校正电路设计.......153.1有源功率因数校正电路的工作方式.....153.1.1电感电流连续模式.....153.1.2电感电流断续模式.....163.2有源功率因数校正电路的控制方法.....183.2.1峰值电流模式......183.2.2平均电流模

4、式......193.3有源功率因数校正电路硬件参数设计........203.4本章小结.......23第4章半桥LLC参数设计.......244.1半桥LLC谐振工作原理.........244.2半桥LLC稳态分析..........284.3半桥LLC谐振电路设计........304.4半桥LLC谐振电路保护设计.......334.5本章小结.......33第5章实验结果分析..........355.1有源功率因数校正电路结果分析.........355.1.1有源功率因数校正电路开关管波形.....355.

5、1.2功率因数的测试.........355.2半桥LLC测试分析..........365.3纹波、动态与稳压精度测试..........375.4掉电保持时间及效率测试.......395.5本章小结.......40第5章实验结果分析5.1有源功率因数校正电路结果分析下图5-1为有源功率因数校正电路开关管的电压及电流波形，如图所示开关频率为137kHz，略高于所设定的133kHz，由于第一级采用硬开关，在电压开通的过程中，会产生电压尖峰，开关管电压峰值电压达到494V，选取的开关管最大耐压为650V，所以开关管峰值电压在降

6、额范围内。下表为效率所测数据。表5-2为样机在输入电压为115V/60Hz，输出分别在0%负载，20%负载，50%负载和100%负载条件下所测试的效率数据，通过表5-2可以看出在空载的时候输出功率损耗为3.8和DCM的Boost电路，绘制出每个工作阶段的波形，给出了主要公式。分析了CCM条件下时的两种控制方法，最后设计了APFC部分各个元件参数，还有给出了NCP1654及外围电路和APFC的保护电流流程图。4、第四章首先通过图文描述了LLC各个阶段变换器的电流的走向，电压的走向，哪些元件参与工作等等。然后是对半桥LLC变换器这个

7、拓扑的特性进行分析，有了理论分析基础后进行设计，计算出了变换器的硬件参数。又对控制芯片NCP1396的外部参数进行了设计，最后是保护电路，设计了流程图，讲解了保护触发的条件和保护的功能。