李承鹏 曹兴鹏

摘 要 随着互联网大数据的迅速发展，通信行业推动社会的进步，4G网络普及使人们对便捷网络依赖，对通信网络稳定性提出更高的要求。通信电源可靠性备受行业关注，通信电源箱高效率智能化方向发展。通信电源设计直接影响通信质量，要保证通信电源设计安全性。探讨LLC谐振式通信电源设计，分析LLC谐振式半桥转换器的应用，介绍其工作原理，LLC谐振式通信电源应用具有更高效率。以500W通信电源样机为研究对象，阐述LLC谐振式通信电源设计，为半桥LLC谐振式通信电源应用提供参考。

关键词 LLC谐振式半桥转换器;通信电源;设计

随着对全球通信覆盖能力增长，通信电源迎来不断扩大的市场。最初通信电源采用晶闸管相控整流技术，由于效率低逐渐被高频整流技术取代，目前通信电源网络中仍有低效率的老旧设备，通信电源要想高效率方向发展，逐步取代老旧通信电源。将电子技术与数字化技术结合研发出数字化通信电源是电源工程发展目标，当前通信网络大量老旧电源系统无休眠功能，将通信电源满载效率提升98%可实现高效率输出，通过模块休眠技术使系统效率提高。目前大量老旧设备中通信电源造成浪费电能占很大比重，通信行业发展与生活关系密切，移动网络改变人们的生活方式，快捷生活方式需要移动数据中心通信系统支撑，需要移动通信系统通信电源供电系统保持稳定运行。半桥LLC谐振式通信电源在中小规功率电源中得到广泛应用，设计基于半桥谐振式通信电源可满足通信设备使用要求。

1半桥LLC谐振变换器工作电路原理

在通信设备中应用半桥LLC谐振式变换器，需要了解技术工作原理，发挥LLC谐振式通信电源的功能。半桥LLC谐振式电路结构中涉及Q1，Q2互补开关管，设计中驱动信号加入死区，保证电流正常运行，确保电源设计可靠性。半桥LLC谐振式结构中，Q1，Q2体二极管由Ds1，Ds2为二极管电容，线路L形成谐振腔，更好地根据频率变化调整谐振腔阻抗。

半桥LLC谐振式电路结构应用需考虑变压器原边边电压钳位问题，LLC谐振式电路结构涉及fr1，fr2谐振频率，fr1=1/2π√LrCr，谐振频率求解需要考虑影响因素，谐振电感为Lm和Lr，通过对谐振电感求解，解出LLC变换器谐振频率，保证电路设计具有更高安全性[1]。半桥LLC谐振电路工作模式有三种，开关频率满足>fr2

F处于[t1，t2]区间LLC变换器工作中需明确电路组成情况，分析变换器工作过程。F处于[t1，t2]区间，LLC变换器工作中出现变化，S1栅极加上驱动信号，导致Ns处于上正下负情况，Lp，Vt钳位选择以n×V为主，分析串联谐振问题Cs和Ls处于谐振状态。F值处于理想状态，谐振频率保持理想状态，电路工作具有更高安全性。Q1，Q2进入死区，谐振电流充电，Q1放电，导致Lr电流大于Lm电流，Q1体二极管导通，Q1实现ZVS开通，f>fr2，Cs和Ls处于串联谐振状态。LLC谐振变换器工作中，Ls，Lm变化较大，导致波形出现变化。

2半桥LLC谐振式通信电源设计

在设计半桥LLC谐振式通信电源时需考虑参数问题，参数设计涉及最大小电压增益内容，在设计半桥LLC谐振式通信电源中需考虑设备电源设计。参数设计中要保证最大输入输出电压保持平衡状态，根据APFC标称输出电压问题确定最小输入电压。首先要分析取值问题，增益效果 uLP/Ls比值k有关，峰值增益下k值较大，k值较小，MOS导通面临较大损耗问题。

电压增益计算考虑最大小电压增益问题。Gmax=Vmax/Vmin×Gmin，Gmin=√k/k1-1。参数设计中为提升LLC半桥转换器性能，需考虑参数优化问题。本文从MOS管实现ZVS限制条件出发研究，利用MOS管实现ZVS中需保证最高输出电压大于ZVS所需能量，保证电感电流最大值I=（2×Cgps×Cstry）Vmax/Tij，Ggps是半桥离散点，MOS管分析中考虑I最终值，需较大修正，保证满足LLC谐振式半桥转换器需要[2]。利用LLC谐振半桥转换器进行电源开关设计，需考虑变压器设计，为实现变压器等效效应需集成2个电感。Nreal=n√k+1/k=16.76，考虑超负效应选择初级电源匝数184，铜线选择直径0.1mm，变压器设计考虑谐振电感数量级问题，需保证数量级满足变压器结构。

3500WLLC谐振半桥变换器应用

本文以500W通信电源为案例设计LLC谐振半桥变换器通信电源，在500W通信电源设计中考虑APFC与DC级，APFC设计芯片选择以6562型为主，DC级设计采取LLC谐振半桥转换器，LLC谐振半桥转换器直流电压400V，需保持时间在20ms，APFC输出电容二维2×330μF，设计中Gmin取值为1.12，Cs为电容串联，整流二极管为60CPQ150。设计中需对ClassB取值限制，保证EMI具有较好性能。通过交错PFC技术，可提升LLC半桥谐振变换器效率。

4结束语

在LLC谐振半桥变换器设计中，注意其工作电路原理，保证设计按标准要求进行。LLC谐振半桥转换器工作中考虑最佳条件，提升半桥转换器具有最佳性能。本文结合实际案例利用500WLLC谐振半桥变换器，了解LLC谐振半桥变换器开关电源设计中的作用，应用LLC半桥变换器中注意结合实际情况，保证在电源开关设计中发挥作用。

参考文献

[1] 唐茂栋.基于半桥LLC谐振式通信电源的设计[J].信息通信，2017（10）：219-220.

[2] 张立新，王旭东，李鑫，等.基于半桥LLC谐振式通信电源的设计[J].电气传动，2016，46（5）：34-37.