带有功率因数校正功能的LLC谐振变换器的研究

发布时间：2021-08-09 08:23

开关电源被广泛运用在电力系统、通信系统、计算机系统、照明、空调等家用电器和其他领域中。高频化、高功率密度和高效率,同时具有抑制谐波污染的开关电源是DC/DC变换器的发展趋势。传统的硬开关变换器限制了开关频率、功率密度和效率的提高,因此研究具有抑制谐波污染功能的新型、高效的软开关变换器对提高电能质量、节约能源具有重要的意义。根据开关电源发展的趋势,本文设计了APFC+LLC谐振变换器的两级开关电源。开关电源前级采用了升压型的APFC技术,实现了400V稳定电压输出。前级电路根据APFC的工作原理确立了主电路元件的参数和型号,通过采用UC3854芯片及对其外围电路的设计实现了对主电路的双闭环控制功能。开关电源后级采用了半桥LLC谐振电路来实现DC/DC变换,LLC谐振变换器具有易实现软开技术和磁集成的特点。根据设计要求,在计算了LLC谐振变换器参数后,采用L6599芯片对主电路进行控制,并通过磁集成技术对变压器进行绕制,完成了一台24V120W试验样机的研制。最后,对所设计的试验样机进行调试,实验波形和数据的分析结果验证了开关电源前级能够实现APFC,后级具有软开关技术功能,证明了前面理论分析的合理性和正确性。
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM46

文章目录

摘要

ABSTRACT

第一章绪论

1.1 DC/DC变换器的发展趋势

1.2 谐振变换器的国内外研究现状

1.2.1 串联谐振变换器(Series resonant converter,SRC)

1.2.2 并联谐振变换器(Parallel resonant converter,PRC)

1.2.3 串并联谐振变换器(Series-parallel resonant converter,SPRC)

1.2.4 LLC谐振变换器的研究状况及特点

1.3 本文主要工作及文章结构

第二章 LLC的工作原理分析

2.1 主电路结构

2.2 LLC在不同谐振频率下的工作原理

2.2.1 频率在f_m

2.2.2 频率在f=f_r的工作原理

2.2.3 频率在f>f_r的工作原理

2.3 LLC谐振变换器的稳态特性分析

2.4 本章小结

第三章有源功率因数校正电路系统设计

3.1 APFC的设计规格

3.2 APFC的工作原理分析

3.2.1 APFC的基本概念

3.2.2 APFC的电路结构和控制方式

3.3 主电路参数的设计

3.3.1 电感的选择

3.3.2 开关管的确定

3.3.3 输出电容C_o的确定

3.3.4 确定电流采样电阻R_s

3.3.5 整流桥的选择

3.4 APFC控制电路的设计

3.4.1 补偿网络的设计

3.4.2 电流峰值限制电路的设计

3.4.3 前馈分压电路的设计

3.4.4 乘法电路的设计

3.4.5 由震荡频率确定C_t

3.5 本章小结

第四章 LLC谐振变换器系统的设计

4.1 LLC谐振变换器主电路的设计

4.1.1 LLC谐振电路的设计规格

4.1.2 LLC主电路参数的选取

4.1.3 MOS管和整流二极管的选择

4.2 LLC谐振变换器控制电路的设计

4.2.1 振荡器电路部分的设计

4.2.2 软启动电路的设计

4.2.3 过流保护和过载保护的设计

4.2.4 输入分压电阻的选取

4.2.5 自举电路的设计

4.2.6 反馈补偿网络的设计

4.3 变压器磁集成的设计

4.3.1 磁集成技术基础

4.3.2 变压器磁集成

4.4 本章小结

第五章实验结果分析

5.1 实验装置

5.2 实验结果

5.2.1 APFC电路的实验波形及分析

5.2.2 LLC谐振电路的实验波形及分析

5.3 本章小结

第六章总结与展望

6.1 总结

6.2 后期工作展望

参考文献

致谢

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