【正文】 上分別只流過(guò)一半的有效值電流，且電容量?jī)H為左圖單諧振電容的一半。但是，它們都不適合應(yīng)用于開關(guān)頻率高和效率高的場(chǎng)合。 第二是變壓器和諧振電感的優(yōu)化設(shè)計(jì) ， 可以得出， λ 值需合理設(shè)計(jì) ，過(guò)大或過(guò)小均會(huì)影響電路增益和工作頻率范圍，其值需在實(shí)驗(yàn)中微調(diào) 。具體研究了 LLC 諧振電路的優(yōu)化方案，并從 4 個(gè)不同方面提出具體改進(jìn)措施。 為了解決傳統(tǒng)諧振變換器的局限性，提出了 LLC 諧振變換器 ； 因?yàn)樗鼉?yōu)于常規(guī)串聯(lián)諧振變換器和并聯(lián)諧振變換器 ，在 負(fù) 載 和輸入變化較大時(shí) ,頻率變化 仍 很小 ，且 全負(fù) 載范圍內(nèi)切換 可實(shí)現(xiàn) 零電壓轉(zhuǎn)換 (ZVS)。 關(guān)鍵詞： LLC, 半橋諧振電路 , MOSFET, 軟開關(guān)上海交通大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 ABSTRACT ~ II ~ Design and Application of LLC Half bridge Resonant Circuit ABSTRACT Modern switching power demands power supply with high power density, smooth EMI signal, and high efficiency, less external ponents. Although there are variable DCDC topology in this field, LLC half bridge resonant circuit has unique advantages because of its ZVS (Zero Voltage Switching) feature. As for other normal resonant circuit, LLC resonant circuit has lots of virtue. Firstly, LLC resonant circuit is able to adjust output when input voltage and output load change in wide range. Meanwhile its switching frequency has little change pares to other normal resonant circuit. Secondly, LLC resonant circuit is able to achieve ZVS within whole operation range. Lastly, in LLC resonant circuit, all the ponents are to achieve ZVS, including all capacitor, leakage inductor and magizing inductor of transformer. In this article, different resonant circuits are contrasted and main advantages of LLC resonant circuit es out through the parison. Then through 90W adaptor project, the optimization proposals are verified in experiment by testing whole board. There are two stages in 90W adaptor, first stage is PFC circuit based on L6563, and second stage is LLC half bridge resonant circuit based on L6599. First part of this article is to conclude virtue and defect of different resonant circuit and introduce the principle. The working feature and principle are explained one by one when circuit working in different period. In second part of this article, LLC half bridge resonant circuit simplification and model build are introduced. Through conversion ratio of LLC resonant circuit, the main design key points are concluded. Some optimization proposals are 上海交通大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 ABSTRACT ~ III ~ raised in the third part of this article, including design key points of main transformer and key ponents selection. They are needed to be verified in experiment. In the last part of this article, by working on project 90W adapter for notebook, the design flowchart is listed step by step. Both PFC circuit and LLC half bridge resonant circuit are included. Meanwhile, the relative problems in experiment are also raised and its solution is provided according to personal point of view. The testing job is not only for this 90W LLC half bridge resonant adaptor, but also other 90W adaptor with different topology. By pared with other topoloies, 90W half bridge LLC has obvious advantage on efficiency. For other factors, it also performs very well. KEY WORDS LLC, Half bridge resonant circuit, MOSFET, ZVS 上海交通大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 符號(hào)說(shuō)明 ~ IV ~ 符號(hào)說(shuō)明 Abbreviations 縮略語(yǔ) Full spelling 英文全名 Chinese explanation 中文解釋 PFC Power Factor Corrector 功率因數(shù)校正器 ZVS Zero Voltage Switching 零電壓開通 SRC Seires Resonant Circuit 串聯(lián)諧振電路 PRC Parallel Resonant Circuit 并聯(lián)諧振電路 SPRC Seires Parallel Resonant Circuit 串并 聯(lián)諧振電路 ★ 注： 在 此 縮略語(yǔ) 按字母順序排列，并非按文中出現(xiàn)順序排列 。并以 90W 電腦適配器項(xiàng)目為設(shè)計(jì)目標(biāo)，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試， 驗(yàn)證理論提出的優(yōu)化方案。 本學(xué)位論文屬于 不保密 □。在論文的撰寫過(guò)程中 老師們 給予我很大的幫助，幫助解決了不少的難點(diǎn)，使得論文能夠及時(shí)完成，這里一并表示真誠(chéng)的感 謝。感謝老師四年來(lái)對(duì)我孜孜不 倦的教誨，對(duì)我成長(zhǎng)的關(guān)心和愛護(hù)。從他身上，我學(xué)到了許多能受益終生的東西。 首先非常感謝學(xué)校開設(shè)這個(gè)課題，為本人日后從事計(jì)算機(jī)方面的工作提供了經(jīng)驗(yàn)，奠定了基礎(chǔ)。 申請(qǐng)上海交通大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文 LLC半橋諧振電路的設(shè)計(jì)與應(yīng)用 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 Design and Application of LLC Half bridge Resonant circuit Author： Dong Yan Specialty: Semiconductor Science Advisor Ⅰ : Prof. Dai Qingyuan Advisor Ⅱ : School of Electronics and Electric Engineering Shanghai Jiao Tong University Shanghai， Jan， 20xx 致 謝 時(shí)間飛逝， 大學(xué) 的學(xué)習(xí)生活很快就要過(guò)去，在這 四年 的學(xué)習(xí)生活中，收獲了很多，而這些成績(jī)的取得是和一直關(guān)心幫助我的人分不開的。郭謙功老師淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)和誨人不倦的態(tài)度給我留下了深刻的印象。 回首四年，取得了些許成績(jī)，生活中有快樂(lè)也有艱辛。他無(wú)論在理論上還是在實(shí)踐中，都給與我很大的幫助，使我得到不少的提高這對(duì)于我以后的工作和學(xué)習(xí)都有一種巨大的幫助，感謝 他 耐心的輔導(dǎo)。 保密 □，在 年解密后適用本授權(quán)書。 本文 首先對(duì)各種諧振變換器的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較，總結(jié)出 LLC 諧振變換器的主要優(yōu)點(diǎn)。 通過(guò)比較， 90W 半橋諧振適配器在效率方面有著明顯的優(yōu)勢(shì)，并在待機(jī)功耗等其他方面表現(xiàn)優(yōu)良。串并聯(lián)諧振電路的輸出電壓可高于或低于電源電壓，且負(fù)載變化范圍寬，是目前研究領(lǐng)域中較主流的結(jié)構(gòu)。接著通過(guò)簡(jiǎn)化電路、建立模型研究掌握該電路的工作特性和設(shè)計(jì)要點(diǎn)。首先是開關(guān)頻率優(yōu)化設(shè)置，將開關(guān)頻率設(shè)置在高于第二諧振頻率附近，有效避免工作在容性區(qū)域。上海交通大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 第二章 LLC 半橋諧振電路原理 ~ 5 ~ 第二章 LLC 半橋諧振電路原理 LLC 半橋諧振電路 不同諧振電路的比較 在目前的諧振電路中，串聯(lián)諧振（ SRC）、并聯(lián)諧振（ PRC）和串并聯(lián)諧振（ SPRC）已經(jīng)被業(yè)界所熟知，它們因未能實(shí)現(xiàn)零電壓開通而被廣泛應(yīng)用于開關(guān)電源中。 基本電路 LLC 半橋諧振電路中，根據(jù)這個(gè)諧振電容的不同聯(lián)結(jié)方式，典型 LLC 諧振電 路有兩種連接方式，如下圖 1所示。當(dāng)輸入電壓下降時(shí)，可以通過(guò)降低工作頻率獲得較大的增益。 上海交通大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 第二章 LLC 半橋諧振電路原理 ~ 8 ~ 圖 23 T0~T1 工作階段 Operation at T0~T1 ? T1~ T2:Q1 關(guān)斷、 Q2 關(guān)斷；此時(shí)為半橋電路死區(qū)時(shí)間，諧振電感上的電流仍為負(fù)，諧振電流對(duì) Q1 的輸出電容（ Coss）進(jìn)行放電，并且對(duì) Q2 的輸出電容（ Coss）進(jìn)行充電，直到 Q2 的輸出電容的電壓等于輸入電壓（ Vin），為 Q1 下次導(dǎo)統(tǒng)創(chuàng)造零電壓開通的條件。同時(shí)，輸出整流二級(jí)管 (D1)導(dǎo)通，為輸出端提供能量。輸出端仍由 D1 來(lái)傳輸能量。下圖 7 為 LLC 半橋諧振電路在 T4~ T5 工作階段各個(gè)元器件工作狀態(tài)。這種情況下，變壓器漏電感由于被輸出電壓所鉗位，因此，它會(huì)作為 Lr,Cr 串聯(lián)諧振腔的負(fù)載形式存在，而不參與整個(gè)諧振過(guò)程。對(duì)于 ZVS:使開關(guān)管的電壓在開通前降到零在關(guān)斷時(shí)保持為零。零轉(zhuǎn)換 PWM 變換器的輔助諧振電路只是在開關(guān)管開關(guān)時(shí)工作一段時(shí)間，其它時(shí)間則停止工作。根據(jù)上面的討論， LLC 諧振變換的直流特性可以根據(jù)不同的工作模式分為三個(gè)工作區(qū) ,如下圖所示：容性工作區(qū)；感性工作區(qū)（為期望設(shè)計(jì)的工作區(qū)）和邊界工作區(qū)?；谶@兩點(diǎn)，如果 LLC 諧振電路可以工作在負(fù)載獨(dú)立工作點(diǎn)附近，那么其輸出電壓可以在較寬負(fù)載變化范圍且相對(duì)較窄的開關(guān)頻率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)調(diào)整。下面通過(guò)實(shí)際分析 2 種情況來(lái)討論如何設(shè)定最低工作頻率。從上圖 3中也可以看出，輸入直流電壓范圍越寬，其開關(guān)頻率范圍也越寬，如果工作在這種情況下， LLC 諧振電路將很難優(yōu)化，這是 LLC 諧振電路的一個(gè)主要