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浅析宽电压输入半桥型LLC谐振变换器设计与实验

时间:12-29 来源:互联网 点击:

入250 V,400 V的次级两个整流二极管电流波形。当Uin增大时,fs升高,iVD1和iVD2的最大值变小,在一个周期内导通时间增加。当iVD1减小为零时,iVD2尚未导通,iVD1实现零电流关断;当iVD2减小为零时,iVD1尚未导通,iVD2实现零电流关断。变换器实现零电流关断。

浅析宽电压输入半桥型LLC谐振变换器设计与实验

该变换器中,fs的变化影响着Gdc的变化。通过图3可得到不同fs对应的Gdc,得到在不同输入电压条件下的工作频率。图6示出实验得到相应的fs变化曲线,可见,实验值与理论值基本吻合,变换器工作于设定工作频率范围内。4 损耗分析

对于小功率变换器,损耗对其效率的影响较大。通过合理的参数设计,LLC谐振变换器可方便地实现主开关管的ZVS及次级二极管的ZC S,极大地减小变换器损耗。在其他损耗方面主要源于变压器和谐振电感的铜损和磁损,开关管的关断损耗和驱动损耗,整流二极管的导通损耗。通过分析与计算可得,满载输出时的总损耗为10.9 W,变换器满载时工作效率约为90.2%。


浅析宽电压输入半桥型LLC谐振变换器设计与实验

图7a为满载损耗比例,可得在输出电流较小的小功率变换器中,变压器损耗所占比例最大。其中主要为铜损,可通过改进绕制工艺尽可能减小变压器铜损。其次为整流二极管导通损耗,可通过同步整流来减小带来的损耗。图7b为输入电压350 V的效率η曲线。该变换器最高效率为93.95%,达到预期目标。在250~400 V输入电压工作范围内,满载时η>90%,与理论计算一致。

5 结论

此处设计的半桥LLC谐振电路适用于宽电压输入环境,通过脉冲频率调制,使得变换器工作频率不再受到限制,有效地减小了变换器体积。对于小功率电源,元器件损耗会严重影响到整机效率。通过合理设计,该变换器可很好地实现软开关,从而提升电路工作效率。

此处在分析变换器工作原理基础上,分析了各关键参数对变换器性能的影响,并设计出一台100 W实验样机进行研究。由实验结果可见,该变换器可很好地实现软开关,样机工作效率达到93.95%,达到了预期设计目的。

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