【摘 要】
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在DC/DC变换器中,提高开关频率是减小变换器体积、提高变换器效率、提高功率密度的最有效途径。谐振变换器与传统PWM变换器相比,具有开关损耗小、允许输入电压范围宽、效率高
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在DC/DC变换器中,提高开关频率是减小变换器体积、提高变换器效率、提高功率密度的最有效途径。谐振变换器与传统PWM变换器相比,具有开关损耗小、允许输入电压范围宽、效率高、体积小、重量轻等优点,而LLC谐振变换器中变压器原边功率管在全负载范围内可以实现零电压开通,变压器副边整流二极管易实现零电流关断,同时谐振电感和变压器易实现磁性元件的集成,因此得到了广泛的关注。本文在对串联谐振变换器、并联谐振变换器以及串并联谐振变换器的稳态性能进行对比分析之后,提出了一种新的LLC谐振变换器拓扑结构,该拓扑结构具有较低的循环能量,同时在高输入电压状态下具有较高的效率。利用基波分析法建立了LLC谐振式DC/DC变换器的FHA等效电路模型,并推导出其归一化直流电压增益传递函数。同时对该变换器的空载特性、短路特性以及不同频率范围内的阻抗特性进行分析,为谐振变换器的参数设计打下了理论基础。在MATLAB/Simulink环境下建立了LLC谐振式DC/DC变换器控制系统的仿真模型,对不同输入电压状态下以及不同负载状态下的仿真结果进行对比,验证了LLC谐振式DC/DC变换器采用变频控制策略的优越性。论文还设计了以L6599A为核心的控制电路以及反馈电路,并对外围阻容元器件的参数设计过程进行了细致地阐述。最后完成了LLC谐振式DC/DC变换器的硬件设计和搭建,对实验波形进行分析,验证了理论分析的正确性。
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