LLC半桥谐振变换器及其应用研究

发布时间：2024-03-22 18:13

　　在众多谐振电路拓扑中,LLC半桥谐振变换器能够实现变压器原边开关管的零电压导通(Zero Voltage Switching,ZVS)和副边整流二极管的零电流关断(Zero Current Switching,ZCS),同时具有宽输入和输出条件下实现开关管软开关的能力。LLC半桥谐振变换器在提高开关频率、减小无源器件体积、提高功率输出密度方面具有优势,所以得到了电力电子学界的重视。为了解决LLC半桥谐振变换器电路的参数优化问题,本文采用变压器损耗结合基波分量近似法对LLC谐振变换器参数进行了优化设计。建立了 LLC谐振变换器基波分量近似(Fundamental Harmonic Approximation,FHA)模型,然后分析了变换器的电压增益和输入阻抗,为最优变换器开关频率范围的设计提供了依据。最后,通过实验验证,表明本文提出的该参数优化方法解决了变换器软开关过程中出现的功率损失问题,避免了全负载范围内变换器软开关的丢失。不同于传统的脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)变换器,LLC谐振变换器存在直流量与交流量的非线性耦合,因此其建模也更加复杂。为保...

【文章页数】：156 页

【学位级别】：博士

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致谢
中文摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 LLC半桥谐振变换器发展历史
        1.2.1 线性式和开关式稳压变换器
        1.2.2 开关电源的发展趋势
        1.2.3 谐振变换器及软开关技术
    1.3 LED驱动电源研究
    1.4 LLC半桥谐振变换器在LED驱动中的应用研究现状
        1.4.1 在无电解电容LED驱动中的应用研究现状
        1.4.2 在单级LED驱动中的应用研究现状
    1.5 本文主要研究内容和章节安排
2 基于FHA的LLC半桥谐振变换器参数优化研究
    2.1 引言
    2.2 LLC半桥谐振变换器电路拓扑
    2.3 基于FHA的LLC半桥谐振变换器等效模型
    2.4 电压增益和输入阻抗分析
    2.5 软开关和损耗分析
    2.6 实验验证
    2.7 本章小结
3 LLC半桥谐振变换器小信号建模
    3.1 引言
    3.2 开关电源常用建模方法
    3.3 电路平均法
        3.3.1 平均近似原理
        3.3.2 扰动和线性化
    3.4 LLC变换器小信号模型的建立
        3.4.1 输入电流波形平均化
        3.4.2 励磁电感波形的平均化
        3.4.3 输出电容波形的平均化
        3.4.4 LLC半桥谐振的扰动和线性化
    3.5 状态空间平均法
        3.5.1 开关变换器的状态空间方程
        3.5.2 开关变换器的直流稳态和交流小信号等效方程
    3.6 LLC半桥谐振变换器状态空间平均建模
    3.7 仿真和实验
        3.7.1 仿真结果
        3.7.2 实验结果
    3.8 本章小结
4 无电解电容LED驱动研究
    4.1 引言
    4.2 消除电解电容基本思路
        4.2.1 采用优化策略
        4.2.2 改进电路拓扑结构
    4.3 整流电路拓扑分析
    4.4 倍流同步整流无电解电容LED驱动
        4.4.1 工作原理
        4.4.2 实现ZVS的条件
        4.4.3 输出滤波电感的计算
        4.4.4 输出滤波电容的计算
    4.5 实验验证
    4.6 本章小结
5 基于Boost电路和LLC变换器的单级LED驱动研究
    5.1 引言
    5.2 提出的单级LED驱动
    5.3 电路工作原理
    5.4 电路分析
        5.4.1 Boost PFC电路
        5.4.2 LLC谐振变换器
    5.5 实验验证
    5.6 本章小结
6 结论与展望
    6.1 全文总结
    6.2 工作展望
参考文献
作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集



本文编号：3934773