熊 宣 赵 慧 陈宗祥

(1. 安徽工业大学电气与信息工程学院 马鞍山 243000； 2. 山东华宁矿业集团有限公司保安煤矿 泰安 271000)

1 引言

随着全球信息化的飞速发展，各行各业的发展都离不开互联网的支持，互联网数据中心的规模和容量迅速膨胀，数据中心的数据处理量、单位能耗迅速增加，各大电信运营商和网络服务企业的数据中心对服务器、不间断电源(Uninterruptible power supply, UPS)等设备的使用量迅速增长。典型的服务器和数据中心电源结构如图1所示，通常前级AC/DC变换器采用功率因数校正器(Power-factor corrector, PFC)将交流电压转换为400 V直流，再由DC/DC级转换为48 V或者12 V。

图1 服务器电源前级变换器的结构

LLC谐振变换器由于其高效率、高功率密度的优点在服务器电源等应用场合广泛使用。但这类电源普遍存在一个较为突出的问题，即当交流线路发生故障，交流输入电压跌落时，直流母线电压将持续降低(图2)，这时为了保证服务器系统正常工作，需要电路的输出保持稳定的几十毫秒甚至更长时间，直到不间断电源(UPS)等系统接入[1-3]，使服务器能继续正常工作。

图2 交流故障时电压波形

因此，这就需要扩宽LLC变换器的输入电压范围，进而可以减小直流母线上使用的电容值，使变换器尺寸减小、成本下降。但是由于传统LLC谐振变换器自身调频控制的增益特性，导致难以在窄的开关频率范围内做到很宽的输入范围，所以需要在传统的LLC变换器上进行改进，以达到掉电保持的要求。

2 常规LLC谐振变换器

一个典型的LLC谐振变换器通常由开关网络、谐振腔、高频变压器以及整流滤波网络四个部分组成，结构如图3所示。……