基于LLC谐振拓扑的400V/12V100A直直变换器研制

发布时间：2021-01-09 10:24

　　LLC谐振变换器因其可以在全范围内实现原边开关管的零电压开通和副边二极管零电流关断，能提高变换器效率和功率密度，且电磁干扰小而得到广泛应用。本文针对某企业研制400V/12V100A直直变换器的需求，选择采用LLC谐振拓扑来实现。本文首先分析了全桥LLC谐振变换器的工作原理及其特性。分析结果表明，当LLC谐振变换器的开关频率小于或者等于谐振频率时，不仅原边开关管可以实现零电压开关，而且副边整流二极管也能够实现零电流开关；当LLC谐振变换器的开关频率等于谐振频率点时，变换器的输出电压与负载大小无关，且在该点处，效率最高。在控制策略上，本文给出LLC变换器单电压环及电压电流双环两种控制策略的实现方法。针对低压大电流输出应用，为了进一步提高变换器的效率，本文采用同步整流技术来减小副边整流管的导通损耗，详细介绍了智能控制芯片UCC24610实现同步整流的工作原理。此外，本文还分析研究了多LLC模块组合技术，对比四种输出并联组合结构，发现共原边开关管的多变压器原边串联副边并联结构均流效果最好。最终基于共原边开关管的多变压器原边串联副边并联结构，完成了一台400V/12V100A的原理样机，进行了... 

【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

集中式供电架构示意图

年代电源模块的问世，使分布式供电架构逐渐受到关注。如图 1.2 所示，分中式供电架构中的功率变换单元分成两部分：前端变换器和负载变换器。交端变换器(AC/DC)变换成 48V 的母线电压，并实现功率因数校正、电气隔离器(DC/DC)将 48V 母线电压变换成满足负载要求的电压值[4]。

为了进一步提高变换器的功率密度及变换效率，高压母线式供电架构应运而生[6]。如图 1.示，高压母线式供电架构直接利用功率因数校正 Boost 变换器输出的 400V 高压作为母线电，通过高压母线变换器，将 400V 电压隔离转换成 12V，再经过负载变换器变换成负载所需的相应电压。在负载功率相同的情况下，与分布式供电架构中 48V 相比，400V 高压输入的线电流更小，整个功率密度、零件数量以及 PCB 尺寸都得以减小。但随着负载增大，功率因校正变换器的输出电压会有波动，这就要求高压母线变换器能允许输入电压有一定变化范围

【参考文献】：
期刊论文
[1]三元件串联LLC谐振变流器的优化设计策略[J]. 赵晨,石洋,吴新科,谢小高,钱照明.  电工技术学报. 2008(01)
[2]带有电流型同步整流方案的LLC变流器设计[J]. 石洋,钱照明.  电力电子技术. 2008(01)
[3]非对称型IGBT击穿电压的数值分析[J]. 高玉民.  电力电子技术. 1994(01)

硕士论文
[1]LLC谐振变换器PWM控制策略和同步整流技术的研究[D]. 管松敏.南京航空航天大学 2012
[2]基于LLC谐振变换器的高压母线变换器的研究[D]. 冒小晶.南京航空航天大学 2012
[3]电流型驱动同步整流LLC谐振变换器的研究和设计[D]. 崔国栋.天津大学 2012
[4]LLC谐振变换器交错并联技术的研究[D]. 刘伟丽.东北农业大学 2011
[5]全桥LLC谐振变换器的混合式控制策略[D]. 李菊.南京航空航天大学 2011
[6]LLC变流器优化设计及其同步整流技术研究[D]. 廖家文.浙江大学 2011
[7]高效率高功率密度AC/DC变换器研究[D]. 柳绪丹.浙江大学 2011
[8]LLC谐振变换器的研究[D]. 谢华林.华南理工大学 2010
[9]LLC半桥变换器的优化设计与同步整流技术的研究[D]. 任丽君.华东交通大学 2009
[10]LLC谐振全桥并联均流开关电源的研制[D]. 秦惠.中南大学 2008



本文编号：2966467