1.5kw半桥llc谐振dcdc变换器的研究

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1、硕士学位论文1.5kW半桥LLC谐振DC/DC变换器的研究RESEARCHON1.5kWHALF-BRIDGELLCRESONANTDC/DCCONVERTER闫大鹏哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TM615学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工程硕士学位论文1.5kW半桥LLC谐振DC/DC变换器的研究硕士研究生：闫大鹏导师：国海峰申请学位：工程硕士学科：电气工程所在单位：电气工程及自动化学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TM

2、615U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHON1.5kWHALF-BRIDGELLCRESONANTDC/DCCONVERTERCandidate：YanDapengSupervisor：AssociateProfGuoHaifengAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：ElectricalEngineeringAffiliation：Dept.ofElec

3、tricalEngineeringDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要高频化、小型化、轻量化已成为开关电源未来发展的主流趋势，但提高频率而造成的效率低、噪声大、开关应力高、EMI影响大等问题成为了开关电源技术发展的主要阻碍，因此软开关变换器成为被持续研究的热点。LLC谐振变换器性能优良，具有效率高、磁性元件集成度高、软开关实现范围宽、整流器件所受电压应力小、

4、电压调节能力强等诸多优点得到了广泛地应用。本文首先详细地分析了LLC谐振变换器的工作原理，依照原理将变换器的工作频率范围大致分为三个区间，研究了变换器处于三个区间下的工作状态，并对每种频率区间内变换器的不同工作阶段进行了细致的描述。根据LLC谐振变换器的工作原理以及拓扑结构特点，得出LLC半桥结构的等效电路，应用基波近似法（FHA）对其进行建模分析，得出变换器增益与输入阻抗公式，借助于做图工具可做出变换器增益特性曲线，由此图形可直观得出变换器中各元件参数对变换器工作性能的影响。通过输入阻抗公式可将变换器工作区域划

5、分为容性区域与感性区域，并得出了变换器工作于感性区域的条件。对变换器中各开关元件的损耗进行研究，得出了开关损耗表达式，得出其与变换器谐振元件参数的关系，从而找出提高变换器效率的关键因素。再通过对变换器开关管开通过程进行细致地分析，得出变换器可实现零电压开通（ZVS）的约束条件。以得出的所有分析结果为参考，综合考虑变换器损耗、软开关的可靠实现及变换器工作性能等因素，根据设计要求归纳出一套简单、有效的LLC谐振变换器参数设计方法。由以上方法，结合本课题实际设计规格，设计出一台LLC谐振变换器，用仿真软件对设计参数进行

6、仿真，验证其工作原理，制作出试验样机，并对其进行实验研究，分析试验结果，证明本文给出的设计方法的合理性与可行性。关键词：LLC；高频；半桥；软开关；效率-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractHighfrequency,miniaturization,lightweighthasbecomethemaintrendofthefuturedevelopmentofswitchingpowersupply,buttheproblemoflowefficiency,loudnoise,highswitchi

7、ngstressandEMIproblemcausedbyimprovingfrequencyhasbecomethemainobstacletothedevelopmentofswitchingpowersupplytechnology,asaresult,thesoftswitchconverterbecomesthehotspotoftheresearch.LLCresonantconverterhasexcellentperformance,becauseofits’highefficiency,magn

8、eticintegration,widesoftswitchrange,smallervoltagestressinrectifierparts,betterabilitytoadjustvoltage,LLCresonantconverterhasbeenwidelyspreadandapplication.Inthispaper,theworkingprinciple