摘 要

随着开关电源中开关频率的不断提升，变换器中各元件的体积就可以明显的减小，这就会带来变换器功率密度的提高。随着开关管开关频率的增大，相应的，开关管的开关损耗也会增大，这也会导致整个转换器的功率下降。而且，整流二极管随着频率的提升也会出现反向恢复的问题，这些问题也会影响到开关电源的效率。因此，利用传统的PWM变换器不能满足对高频率的要求，只能开发新型变换器。

LLC谐振变换器则是一种新型的变换器，该变换器利用的是LLC谐振网络，通过设计元件参数，当工作频率在谐振频率附近时，开关管就能在负载的全部范围之内，实现零电压开通，这样就可以提高电源效率。同时，没有了副边滤波电容，可以使得高频整流二极管零电流关断，所以，LLC谐振变换器比传统PWM变换器更适合现代开关电源。

LLC谐振变换器除了这些优点之外也会有一些不足之处，相比于PWM变换器，它的电路参数较难计算，控制策略较为复杂，而且由于谐振频率的限制，所以所带负载的范围也比较固定，这也限制了LLC谐振变换器的使用范围。

本文论述了LLC谐振变换器的工作原理，与移相全桥变换器进行对比，通过计算电感以及电容的参数，完成15kwLLC变换器的设计。

关键字：LLC谐振变换器；ZVS；移相全桥变换；软开关技术

Abstract

With the switch power supply in the switching frequency of the continuous increase in the converter components of the volume can be significantly reduced, which will bring the converter power density. With the switch tube frequency increases, the corresponding switch switching loss will increase, which will lead to the entire converter power down. Moreover, rectifier diodes with the frequency of the reverse will also appear to restore the problem, these problems will also affect the efficiency of switching power supply. Therefore, the use of traditional PWM converter can not meet the requirements of high frequency, can only develop new converters.

LLC resonant converter is a new type of converter, the converter uses the LLC resonant network, through the design of component parameters, when the operating frequency near the resonant frequency, the switch can be within the full range of load, Zero voltage is turned on, so that power efficiency can be improved. At the same time, there is no secondary filter capacitor, can make high-frequency rectifier diode zero current off, so, LLC resonant converter than the traditional PWM converter is more suitable for modern switching power supply.

LLC resonant converter in addition to these advantages will have some shortcomings, compared to the PWM converter, its circuit parameters more difficult to calculate, the control strategy is more complex, and because of the resonant frequency limit, so the range of the load Also relatively fixed, which also limits the use of LLC resonant converter.

In this paper, the working principle of LLC resonant converter is discussed. Compared with the phase-shifted full-bridge converter, the design of 15kwLLC converter is completed by calculating the inductance and capacitance parameters.

Keywords：LLC series resonant；ZVS，Phase - shifted full - bridge converter；Soft switching technology

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1开关变换器的发展方向 1

1.2 谐振变换器 2

1.3 移相全桥变换器 3

1.4 LLC谐振变换器 4

1.5 LLC谐振变换器和其他软开关的比较 4

1.6国内外发展前景 5

1.7 本课题研究的重点 6

第二章 LLC谐振变换器工作原理 7

2.1 LLC谐振变换器电路拓扑 7

2.2 LLC谐振变换器工作原理及波形分析 8

2.2.1 fgt;f1区域内的工作原理 8

2.2.2 f=f1区域内的工作原理 12

2.2.3 f2lt;flt;f1区域内的工作原理 12

2.3本章小结 16

第三章 LLC谐振变换器稳态分析 17

3.1 LLC谐振变换器的稳态分析 17

3.1.1 LLC谐振变换器的基频分量分析 18

3.1.2谐振网络的电压传递函数 20

3.1.3等效电路直流增益分析 21

3.2 原边开关管实现ZVS的条件 22

3.3 15KW LLC谐振电路的设计 26

3.4 本章小结 27

第四章 移相全桥PWM变换器 28

4.1 移相全桥变换器简介 28

4.2移相全桥PWM变换器的基本原理 29

4.3移相全桥DCDC变换器的缺点 29

4.4 本章小结 30

第五章 总结 31

参考文献 32

第一章 绪论

随着现代电力电子技术的高速发展，开关电源也启动飞速发展模式，开关电源也在许多的方面用了应用，也使得开关电源成为众多学者和工程师关注的焦点。随着技术的提高，各种新型变换器层出不穷，许多新技术也在其中得到了广泛的运用，例如软开关技术在开关电源中有了运用，极大提高了开关电源的效率。

1.1开关变换器的发展方向

电力电子技术的飞速发展带动了开关电源的极速发展，也推动了电力电子器件不断的更新与换代。现代开关电源中主要使用的开关管为MOSFET，相对于功率晶体管来说，MOS管拥有着超高的效率，这是因为MOSFET是电压型控制器件，并且适合与高频环境中工作。另外，大功率环境中也会使用IGBT。目前来说，开关电源有如下几个发展方向：

（1）高频化

早期晶体管作为开关管的转换器频率都不会太高，驱动损耗较多。而现代都用以MOSFTE作为开关管，MOSFET驱动功率小，频率高，适合现代电力电子对晶体管的要求，因此，MOSFET大量用于开关电源之中，不但提升了开关电源的效率，也降低了转换器的体积，对开关电源的发展有着极大的推动。