【正文】 。 從 t8時(shí)刻開始，電路進(jìn)入下一個(gè)周期。輸出電容放電， 繼續(xù)給輸出供電。 M3：在 t2時(shí)刻， Q2體內(nèi)二 極管 D2續(xù)流導(dǎo)通，為 Q2的 ZVS 導(dǎo)通創(chuàng)造了條件。此時(shí)流入變壓器副邊電流為零，變壓器原副邊沒有能量交換，輸出對(duì) Lm 鉗位消失，勵(lì)磁電感 Lm、諧振電感 Ls和諧振電容 Cs開始一起諧振。 M1： t0~t1 M2： t1~t2 河海大學(xué)文天學(xué)院學(xué)士論文 14 M3： t2~t3 M4： t3~t4 M5： t4~t5 M6： t5~t6 M7： t6~t7 M8： t7~t8 圖 23 工作在 Buck 區(qū)間（ ffs）工作模態(tài) 在此運(yùn)行工作區(qū)間，由于開關(guān)管關(guān)斷時(shí)諧振輸入電流較大，能夠保證 MOS管實(shí)現(xiàn) ZVS。同 M2 過程一樣，諧振輸入電流都是以高 di/dt 的速率變化。 M3：從 t2 時(shí)刻起，諧振輸入電流繼續(xù)減小到小于勵(lì)磁電流時(shí)，整流二極管D4導(dǎo)通。 變換器工作在感性區(qū)間主要波形和工作模態(tài) 工作在 ffs 區(qū)間 (Buck)主要工作波形和工作模態(tài) 圖 22 工作在 ffs 區(qū)間（ Buck）主要工作波形 LLC 串聯(lián)諧振變換器在 ffs時(shí)工作波形如圖 22所示， 可以把它分為 8個(gè)工作模態(tài)，每一個(gè)工作模態(tài)等效電路如圖 23 所示。C2是開關(guān)管體內(nèi)二極管和輸出電容；諧振電容為 Cs；變壓器結(jié)構(gòu)為輸出零式全波整流結(jié)構(gòu)，匝比為 n： 1： 1（ Np： Ns1： Ns2）， Lm為并聯(lián)諧振電感，用變壓器的勵(lì)磁電感來代替；Ls 為串聯(lián)諧振電感，用變壓器漏感來代替； D3amp。 河海大學(xué)文天學(xué)院學(xué)士論文 11 第二章 LLC 串聯(lián)諧振變換器工作原理 LLC 諧振變換器是在傳統(tǒng)的串聯(lián)和并聯(lián) LLC 諧振變換器的基礎(chǔ)上改良產(chǎn)生的，它既吸收了串聯(lián)諧振變換器諧振電容所起到的隔直作用和諧振槽路電流隨負(fù)載輕重而變化，輕載時(shí)效率較高的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又兼具了并聯(lián)諧振變換器可以工作在空載條件下，對(duì)濾波電容的電流脈動(dòng)要求小的特點(diǎn)，是一種比較理想的諧振變換器拓?fù)洹? （ 2）在控制方式上，兩種變換器完全不同。從而有效地降低了電路的開關(guān)損耗和開關(guān)噪聲，減少了器件開關(guān)過程中產(chǎn)生的電磁干擾，為變換器提高開關(guān)頻率、提高效率、降低尺寸及重量提供了良好的條件。類似地，當(dāng) Q2關(guān)斷時(shí)，諧振電感 Ls、諧振電容 Cs和勵(lì)磁電感 Lm一起諧振，使 Q1輸出電容 C1上電壓變?yōu)榱?，然?D1導(dǎo)通，為 Q1的 ZVS 創(chuàng)造條件。它是由三個(gè)諧振元件構(gòu)成：諧振電感 Ls、諧振電容 Cs 與 Cp 串聯(lián)。與串聯(lián)諧振變換器一樣，工作頻率大于諧振頻率才能實(shí)現(xiàn)原邊 MOS 管的 ZVS。 并聯(lián)諧振變換器 圖 14 并聯(lián)諧振變換器 河海大學(xué)文天學(xué)院學(xué)士論文 6 并聯(lián)諧振變換器結(jié)構(gòu)如圖 14 所示。通過改變工作頻率來改變諧振回路阻抗，從而輸出電壓就會(huì)改變。諧振變換器有多種不同的分類方法，根據(jù)負(fù)載與諧振電路的連接關(guān)系，可以分為串聯(lián)諧振變換器 [16]（ SRC， series resonant converter）、并聯(lián)諧振變換器 [7]（ PRC， parallel resonant converter）、兩者結(jié)合所生成的串并聯(lián)諧振變換器 [9]（ SPRC，seriesparallel resonant converter）以及 LLC 串聯(lián)諧振變換器 [912 ]諧振電源裝置是利用無功補(bǔ)償原理 ,只需用較低電壓和較小容量的試驗(yàn)電源 ,可進(jìn)行大型發(fā)電機(jī) ,電纜以及 GIS 組合電器的耐壓試驗(yàn) .這種試驗(yàn)方法安全可靠 ,并能有效地檢出有絕緣缺陷的電氣設(shè)備。緩沖電路中儲(chǔ)能元件 L和 C的值決定開關(guān)電流和電壓緩慢上升程度，其數(shù)值越大，緩沖能力越強(qiáng)，開關(guān)損耗越小。因而工作頻率較高，采用該技術(shù)可以將 ZVS軟開關(guān)、同步整流技術(shù)、磁能轉(zhuǎn)換都結(jié)合在一起，因而它實(shí)現(xiàn)了高達(dá) 92%的效率及 250W/in3 以上的功率密度。 為了降低第一代有源箝位技術(shù)的成本， IPD 公司申報(bào)了第二代有源箝位技術(shù)專利。工程師們開始研究各種避開開關(guān)損耗的軟開關(guān)技術(shù)。除去常規(guī)電性能指標(biāo)以外，對(duì)其體積要求越來越小，也就是對(duì)其功率密度的要求越來越高，對(duì)轉(zhuǎn)換效率要求也越來越高，也即發(fā)熱越來越少。 關(guān)鍵詞：諧振變換器，軟開關(guān)，基波分析方法，過流保護(hù)，損耗分析 河海大學(xué)文天學(xué)院學(xué)士論文 II Abstract In DC/DC converter applications, high frequency, high power density, high efficiency is the development trend. As a focus in DC/DC converters research fields nowadays, LLC series resonant converter can solve well these problems such as hard to achieve ZVS in light load and revere recovery problems, also work well without any load, and the current through the resonant work is response to the variation on load. Just with the advantages paring to the series converter or the parallel converter, it can be widely focused on and used nowadays. The dissertation first analyzes three traditional resonant converters and pares them with LLC resonant converter, and then sums up the advantages of LLC resonant converter, and discusses in detail its principle and the operation modes in each frequency range, and the disadvantages and harmfulness in the noninductance range and the work states in the light load. Secondly, based on the fundamental harmonic approximation (FHA), the mathematics model of the converter is obtained, the gain relations between input and output voltage depending on switching frequency and load conditions are given, the noload and short characteristic is analyzed, steady working region of LLC resonant converter is confirmed, and the conditions to achieve ZVS are given, smallsignal model is analyzed and the controller is designed. Finally, the calculation process of the resonant parameters is summed up, then the main circuit parameters and control circuit is designed, the fruit way of overcurrent protection is adopted, and the losses of the converter are analyzed in detail. The experimental results prove that LLC resonant converter haves the advantages such as ZVS characteristic, simple circuit structure, the achievement of high frequency and high power density and high efficiency, the wide range of input voltage and output power, and 河海大學(xué)文天學(xué)院學(xué)士論文 III the low voltage stress of output rectifier diodes. Keywords: resonant converter, softswitches, FHA, overcurrent protection, analysis of loss 河海大學(xué)文天學(xué)院學(xué)士論文 目錄 摘 要 .............................................................................................................................. I Abstract ............................................................................................................................II 第一章 緒論 .................................................................................................................... 1 直流變換器 .......................................................................................................... 1 ...................................................................................... 1 直流變換器技術(shù)現(xiàn)狀及未來的發(fā)展 ............................................................. 1 軟開關(guān)技術(shù) .......................................................................................................... 3 諧振變換器與諧振電源 ........................................................................................ 4 串聯(lián)諧振變換器 ......................................................................................... 4 并聯(lián)諧振變換器 ......................................................................................... 5 串并聯(lián)諧振變換器 ...................................................................................... 7 LLC串聯(lián)諧振變換器 ................................................................................ 8 移相全橋 PWM ZVS DC/DC 變換器與 LLC 串聯(lián)諧振變換器比較 ......................... 8 第二章 LLC串聯(lián)諧振變換器工作原理 ............................................................................11 主電路 ................................................................................................................11 變換器工作在感性區(qū)間主要波形和工作模態(tài) ..............................