摘 要

电力电子技术是现代电工技术的重要分支。而降压稳压变换器又是电力电子技术中应用最为广泛的内容。近年来变换器的研究得到了飞速发展，相较于传统变换器的低效率和低的应用场合而言，LLC变换器因其高效的速率和广泛的应用场合而成为新时代的宠儿，随着零电压开通和零电流关断技术的问世，LLC变换器已经越来越多的进入人们的视野中来，成为最新的研究热点，它可以解决移相全桥变换器存在的缺点。但它同时也有自己的缺点和不足，LLC目前仍然还处于一个研究和发展的阶段，本身技术并未成熟，存在着工作作过程复杂，设计和控制都较为困难的缺陷。本文的设计要求就是针对3KW的LLC变换器，利用变频的工作方式来实现降压和稳压的功能。以下是本文的主要研究工作： 首先对 LLC 串联谐振全桥 DC/DC 变换器的工作原理进行了较为详细的研究，利用基波分量简化法建立了变换器的模型，然后确定了主开关管实现 ZVS 的条件和变换器的稳态工作区域，推导了输入，输出电压和开关频率以及负载的关系。最后利用仿真结果来证明理论分析的正确性。

关键词： LLC变换器 软开关 变频控制

Abstract

Power electronics technology is an important branch of modern electrical technology. And buck converter and power electronic technology is the most widely used in content. In recent years the research of converter has been rapid development, compared to the low efficiency of traditional converter and low LLC converter applications, due to its high rate and wide application occasions and became the darling of the new era, with zero voltage switching and zero current switching technology, LLC converter have more access to people's vision to become a new research focus, it can solve the problem of phase shifted full bridge converter faults. But it also has shortcomings and their lack of At present, LLC is still in a research and development stage, the technology itself is not mature, there is a work for the complex process of defects are more difficult to design and control. This design is for LLC 3KW converter, to achieve the function of the voltage and pressure drop by frequency conversion work. The following is the main the research work of this paper: firstly the working principle of LLC series resonant full bridge DC/DC converter are studied in detail, the simplified method of the converter is established by the model of fundamental component, and then determine the main switches achieve steady working condition and the ZVS converter Region, the relation of input, output voltage, switching frequency and load is deduced. Finally, the simulation results are used to prove the correctness of the theoretical analysis

Keywords: LLC converter, soft switching, frequency conversion control

目录

摘要 I

Abstract II

1 绪论 1

1.1 课题背景 1

1.1.1 电力电子技术的概况 1

1.1.2 电力电子变换的基本原理 1

1.2 软开关发展概况 2

1.3本文的主要内容 4

2 LLC变换器的基本结构及分析方法 6

2.1 LLC 全桥变换器的电路拓扑 6

2.2 LLC全桥变换器的基本原理 7

2.3 LLC全桥变换器的特性分析 8

2.3.1 基波分量简化法 8

3 变换器能量传输过程分析 12

3.1引言 12

3.2 gt;时变换器能量传输过程 12

3.2lt;lt; 时变换器能量传输过程 16

3.4 =时变换器能量传输过程 20

3.4本章小结 20

4 LLC变换器的参数计算 21

4.1LLC 全桥变换器基波近似模型 21

4.2全桥变换器增益与负载特性关系 24

4.3 零电压开通实现条件 25

4.4 变换器谐振腔参数设计流程图 28

4.4.1 变换器额定工作点选择 29

4.4.2 确定参数 m 30

4.4.3 确定励磁电感 30

4.4.4 设计参数校验 31

4.5本章小结 31

第 5 章 仿真实验验证 32

5.1主要内容及目标 32

5.2变换器仿真 33

5.2.1变换器仿真图 33

5.2.2各仿真部分参数及原理 34

5.3 仿真结果 37

5.4本章小结 39

结论 40

参考文献 41

附录1 43

致谢 44

1 绪论

1.1 课题背景

1.1.1 电力电子技术的概况

电力电子技术是电工技术的重要分支，它的主要内容是对以应用电力电子器件和计算机为代表的控制技术进行处理和变换，特别是对一些电能比较大的电功率进行处理，应用极为广泛。 在现代生活、交通、工业、国防等领域中，除去一些极少变比固定的交流变压器以外，还需要频率波形的变换器。这种电能变换的高低已经成为了作为衡量一个国家技术进步的主要标志之一。

在美国2000年末的时候，这种变换电能已经达到40%以上，而预计到21世纪二、三十年代，负载使用的全部电能都将是经过处理和变换的。电力电子技术的广泛应用将节省大量电力，节约大量资源和一次能源，从而渐渐改善人类的生活环境，减缓环境带来的压力。除此之外，某些电力电子设备装在电网中，可以提高其输送效率。因此这方面的研究是非常有实际应用价值的。

1.1.2 电力电子变换的基本原理

我们都知道能量是可以相互转换的。而我们就是合理的利用这种转换来为生活服务。用电设备电力系统终端的电能转化装置，我们可以改变它的电源变量来进行它各方面的输出调节。电源有直流、交流两种，电力变换基本的有五种，包含幅值、波形和频率的各种类型的变换。以下便是几种基本的电力变换及变换装置：