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全桥LLC谐振电源的设计与研究理论部分毕业论文 目录 摘 要 I Abstract II 第一章 绪论 1 1.1直流变换器 1 1.1.1.直流变换器的分类 1 1.1.2直流变换器技术现状及未来的发展 1 1.2软开关技术 3 1.3谐振变换器与谐振电源 4 1.3.1串联谐振变换器 4 1.3.2并联谐振变换器 5 1.3.3串并联谐振变换器 7 1.3.4 LLC串联谐振变换器 8 1.4 移相全桥PWM ZVS DC/DC变换器与LLC串联谐振变换器比较 8 第二章 LLC串联谐振变换器工作原理 11 2.1主电路 11 2.2变换器工作在感性区间主要波形和工作模态 12 2.2.1工作在ffs区间(Buck)主要工作波形和工作模态 12 2.2.2工作于fmffs区间(Boost)主要工作波形和工作模态 15 2.2.3工作在f=fs谐振频率点的工作波形 17 2.3工作在容性区间内开关管的工作状态 18 2.4工作于接近感性和容性区间分界线以及轻载下的工作状况 20 第三章 LLC串联谐振变换器电路设计 22 3.1谐振参数计算 22 3.1.1参数设计步骤 22 3.1.2 根据步骤计算出谐振参数 23 3.2谐振电容选取 23 3.2.1 高频变压器设计 23 3.2.2 主开关管和整流二极管的选取 25 3.3控制器的设计 25 3.4频率控制电路以及驱动电路 27 3.4.1频率控制电路 27 3.4.2驱动电路 28 3.5常用过流限流保护方法 29 3.5.1提高变换器开关频率方法 29 3.5.2变频和定频相结合方法 30 3.5.3采用二极管钳位法 30 3.5.4实用过流保护方法 32 第四章 仿真以及实验结果分析 33 4.1仿真LLC谐振电路 33 4.3输出整流二极管电压和电流 34 4.4变压器原边电压波形 35 结论与展望 36 致谢 37 参考文献 38 附录1：英文文献 40 附录2：中文文献 45 第一章 绪论 1.1直流变换器 1.1.1.直流变换器的分类 直流变换器分为并联直流变换器和非并联直流变换器两种. 并联直流变换器采用先进的高频脉宽调制边缘谐振技术，使效率得到了极大提高。整机具有稳压精度高、动态响应快、输出杂音低、抗干扰能力强、工作温度范围宽等特点。面板上的中文液晶可显示本电源模块的工作状态，也可直观显示电压电流等数据；模块的各种保护功能齐全；模块内置均充、浮充切换电路，并可选择手动或自动控制。监控接口可监测模块工作状态，可进行开关机控制，均浮充控制，并配有自动均流总线接口，均充总线接口。智能机型配有RS485接口，可与配套监控模块、PC机、PLD等其它智能设备连接，完成远端监控，实现电源系统四遥功能。 非并联直流变换器采用进口DC-DC模块组成，具有稳压精度高、输出噪声低、抗干扰能力强等优点，且体积小、重量轻一般的直流变换器都是单向的，也某些场合也会有双向直流变换器来进行工作。 1.1.2直流变换器技术现状及未来的发展 分布式电源系统应用的普及推广以及电池供电移动式电子设备的飞速发展，其电源系统需用的DC/DC电源模块越来越多。对其性能要求越来越高。除去常规电性能指标以外，对其体积要求越来越小，也就是对其功率密度的要求越来越高，对转换效率要求也越来越高，也即发热越来越少。这样其平均无故障工作时间才越来越长，可靠性越来越好。因此如何开发设计出更高功率密度、更高转换效率、更低成本更高性能的DC/DC转换器始终是近二十年来电力电子技术工程师追求的目标。例如：二十年前Lucent公司开发出第一个半砖DC/DC时，其输出功率才30W，效率只有78%。而如今半砖的DC/DC输出功率已达到300W，转换效率高达93.5%。 从八十年代末起，工程师们为了缩小DC/DC变换器的体积，提高功率密度，首先从大幅度提高开关电源的工作频率做起，但这种努力结果是大幅度缩小了体积，却降低了效率。发热增多，体积缩小，难过高温关。因为当时MOSFET的开关速度还不够快，大幅提高频率使MOSFET的开关损耗驱动损耗大幅度增加。工程师们开始研究各种避开开关损耗的软开关技术。虽然技术模式百花齐放，然而从工程实用角度仅有两项是开发成功且一直延续到现在。一项是VICOR公司的有源箝位ZVS软开关技术；另一项就是九十年代初诞生的全桥移相ZVS软开关技术。 有源箝位技术历经三代，且都申报了专利。第一代系美国VICOR公司的有源箝位ZVS技术，其专利已经于2002年2月到期。VICOR公司利用该技术，配合磁元件，将DC/DC的工作频率提高到1MHZ，功率密度接近200W/in3，然而其转换效率却始终没有超过90%，主要原因在于MOSFET的损耗不仅有开关