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LLC谐振变换器电感电流初值估算

2014-11-13 10:10:58      点击:
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随着效率、功率密度逐渐成为开关电源领域的主要关注点,谐振变换器越来越受到人们的关注l1]。LLC谐振变换器具有原边开关管易实现全负载范围内的ZVS,次级二极管易实现ZCS,谐振电感和变压器易实现磁性元件的集成,以及输入电压范围宽等优点,得到了广泛的应用。

文献[3]采用基波近似法对LLC变换器进行分析。基波近似法是基于一定的近似条件,通过频域分析对IIC变换器进行化简计算,从而获得电压增益等一系列结果。应用基波近似法对LLC变换器进行设计时,由于这种近似计算不可避免的会导致一些误差,不仅给变换器的设计带来一些麻烦,而且无法从理论上对进一步分析LLC谐振变换器的电流控制、前馈控制等控制方式给予准确地数学描述。文献E4]采用时域分析法对LLC变换器进行分析,与基波近似法相比,时域分析法能够准确描述LLC变换器各时刻的工作状态,但文献E4]并未对LLC谐振变换器工作在ZVS区域的状态进行分析。

本文采用时域分析法,通过求解非线性方程组,推导出LLC谐振变换器工作在ZVS区域2状态下,每周期初始时刻谐振电感电流的表达式。结果表明谐振电感电流初始值与IiC谐振变换器的结构和输出电压有关。与基波近似法相比,所求表达式相对简洁,这不仅为LLC谐振变换器的初期设计提供了帮助,而且对其电流控制、前馈控制提供了一些理论基础。最后,通过搭建160W的样机验证了理论分析的正确性。