【摘 要】
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随着电力电子技术的发展,人们对电源的效率以及功率密度的高要求,使得软开关技术得到了飞速发展。本文研究对象是谐振变换器中的LLC谐振变换器,该变换器主要优点表现在:结构简单,
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随着电力电子技术的发展,人们对电源的效率以及功率密度的高要求,使得软开关技术得到了飞速发展。本文研究对象是谐振变换器中的LLC谐振变换器,该变换器主要优点表现在:结构简单,工作效率高,不需要外加缓冲电路,仅仅依靠自身的谐振特性便可实现原边开关管的ZVS和副边二极管的ZCS,非常适用于DC/DC变换中。然而,由于谐振变换器调频控制的固有特点,导致其在大于谐振频率后的增益变化具有很大的局限性,限制了其在宽输入环境下的使用。 本文首先从LLC谐振变换器的一些特性着手,介绍了目前解决宽输入问题的一些拓扑以及控制方法,在综合分析比较了定频移相控制以及多电平技术的一些优点后,针对二极管箝位的全桥三电平LLC谐振变换器拓扑,提出了一种应用于超宽输入的控制策略,该策略可以通过切换4个桥臂上的8个开关管,自主地选择输入源供电或者只有输入源电压一半的分压电容供电,同时在每个确定的供电源下,再辅以移相以及调频控制,以此满足设计要求的4倍宽增益比。针对四种工作模式,分别分析了工作模态,推导了增益公式,绘制了增益曲线,再结合轨迹分析的方法,给出了不同模式下以及不同负载下的典型谐振槽电流波形,谐振电容电压波形,开关管驱动波形等。本文同时介绍了不同模式下的控制以及模式间的切换方法,验证其在全输入全负载下的闭环控制可行性。 本文最后制作了一台150W全桥LLC谐振变换器样机,可以满足输入电压100-400V的超宽范围,给出了主电路与控制电路参数设计步骤,同时给出了相关程序流程图。最后给出了不同模式、不同负载下变换器上主要器件的典型工作波形,不同输入下频率以及移相角的变化情况,证明了该理论分析的可行性。并对提高功率,提高功率密度等提出了后续的改进意见。
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