一种LLC半桥谐振变换器的设计.pdf

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1、一种LLc半桥谐振变换器的设计张鹏,等一种LLC半桥谐振变换器的设计张鹏,李桂玲(陕西国防工业职业技术学院电子信息学院陕西西安,710300)摘要:针对一种智能型LED路灯控制器中的Dc/DC变换器进行了设计,提出了基于飞兆公司的FRFS2100控制器的LLC半桥谐振变换器的设计方案,并对其工作原理、性能特点进行了分析和研究,在此基础上进行了电路参数设计和校验,通过实际电路测试,达到了预期参数要求,验证了理论的正确性。关键词:谐振变换器;校验;电路测试中图分类号:TM46文献标识码:ADOI编码:10.14016/j.cnki.1

2、001—9227.2016.08.030Abstr舵t:neforanimelligentLEDstreetlightcontrollerinDC/DCconverterdes洳,pmposedtrillioncompanyFRFS2100contr01lerofLLChalfbridgeresonantconverterdesignbasedonnightandonitsworkingpdncipleandpeIfbnnancefeaturesofanalysisandresearch.Basedontlliswerecircu

3、itparametersdesignandveri6c“on,tIlroughtheactualcircuittestingandreachedtheexpectedpa—rameters,veri母thecon℃cmessofthetheory.Keywords:resonantconverters;check;circuittestingO引言随着高频化技术在现代电源中的应用,电源的性能,尤其是工作效率得到了显著提升,体积大为缩减⋯。但同时,由于功率开关的损耗的存在,出现了功率和效率的瓶颈。而新型谐振变换器的出现,很好地解决了

4、这一难题,因其工作频率高、易于实现软开关技术等优点,目前,在中小功率的电源系统中,如在通信、计算机、工业设备和照明等领域,被广泛应用。LLC半桥谐振变换器是以串联和并联LC谐振变换器为电路基础,衍生而来。它兼顾了串、并联谐振变换器的优点,只要使开关频率,大于LLc的本证谐振频率^,而小于Lc本征谐振频率,时,就可实现开关器件的零电压导通zVs,显著减小了开关损耗,是目前应用广泛、性能优良的一种谐振变换器拓扑结构¨4-。图1LLc半桥谐振变换器主电路1电路结构和工作原理如图1所示,主电路由三部分构成:Q。、Q:组成半桥互补驱动开关电

5、路,其驱动脉冲占空比D均为O.5;谐振电容C,、串联谐振电感L,与变压器原边绕组并联谐振电感L。构成谐振网络;变压器副边带中心抽头绕组与整流二极管D1、D2、输出电容e一起构成全波整流滤波电路。LLC谐振变换器有两个谐振频率:一个由C,、£,构成的串联谐振频率工,此时£。不参与谐振;另一个是由c,、£,+L。参与谐振的串并联谐振频率厶,此时L。参与谐振旧。。。如式式(1)、式2所示。收稿日期:2016—04—28作者简介:张鹏(1977一),男,汉族,黑龙江哈尔滨人,硕士,讲师,主要研究方向为电子信息技术及自动控制。·30·,:—

6、—兰(1),32i万i‘1’^2而差雨‘2)根据电路原理对LLC半桥谐振变换器进行等效,得到图2所示电路。图2LLC半桥谐振变换器等效电路其中K。是输入电压,尺。是变压器副边折算到原边的等效电阻,则电路的输入阻抗乙的推导公式为:,R,一R。C,(L。+£,)∞20l白(L。一£,C,L。∞2),。、z沪———j互孑面面■一¨’其中:∞=2以。由式(3)可知:当厶<,缸时,能实现开关管的z馏,副边整流二极管的zcS。因此以<,.

7、。通常,用六个阶段来描述LLC谐振变换器一个完整工作周期,其中D。为开关管等效体二极管,c。为开关管等效结电容,D,、D:为输出端整流二极管,屯为谐振电流,ih为励磁电感电流。阶段1(£oi。,由同名端可知:变压器副边绕组以的极性为上正下负,D,导通,输出电压为E。因此,£。电压恒定在(M/玑)木K,恒压储能,ih线性上升,此阶段参与谐振的只有c,和£,,£。不参

8、与。阶段2(f。<£<£2):Q。导通,Q2截止,D。导通,D2截止。£】时刻,口。零电压开通,o线性上升,0由零值变为正值,仍然以正弦波规律增加。此刻,i厶>ih,变压器的原边绕组M电流仍为i,=0一ih,D。导通,£。电压仍恒定在(也/批)术K

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