封继军,张振国,刘　冬,辛利斌,王顺平

(上海理工大学 光电信息与计算机工程学院 上海　200093)



LLC谐振变换器的数学建模和损耗分析

封继军,张振国,刘冬,辛利斌,王顺平

(上海理工大学 光电信息与计算机工程学院 上海200093)

摘要针对LLC谐振变换器在工作过程由于开关管和磁性元件所带来的损耗。分析了LLC谐振变换器的开关损耗和通态损耗,根据理论公式推导,建立了开关损耗的数学模型。结合同步整流技术,应用Mathcad软件分析了影响变换器效率的关键因素。通过仿真分析,验证了同步整流技术可提高LLC变换器谐振器效率的正确性。

关键词LLC谐振变换器;建模;同步整流

LLC谐振变换器具有许多优点[1]:(1)其可在输入和负载大范围变化的情况下调节输出,同时开关频率变化相对较小;(2)其可在整个运行范围内,实现零电压切换(ZVS);(3)所有寄生元件,包括所有半导体器件的结电容和变压器的漏磁电感和激磁电感,都是用于实现ZVS的。LLC谐振变换器在工作过程中的损耗可分为开关损耗与导通损耗,其中最主要的损耗是由开关管和磁性元件所带来的损耗。

1LLC谐振变换器的工作模式

图1为半桥LLC谐振变换器示意图,其由两个谐振槽组成,一个是由Lr和Cr组成的串联谐振网络,另一个是由Lr、Cr和Lm组成的串并联谐振网络[2],所以LLC谐振变换器有两个谐振频率,其中

(1)

(2)

图1　半桥式LLC谐振变换器

若用fs表示开关频率,基于工作频率来划分LLC谐振变换器的工作状态,其有fs>fr1,fs=fr1,fr2fr1时,LLC谐振变换器的工作状态接近……