论文总字数：19172字

摘 要

电力电子技术经过50多年的发展，已广泛应用于电气传动、电力系统、各类电源、家用电气等领域。它对改造传统产业、发展高新技术产业都起着非常重要的作用，电力电子技术已经成为当今高新技术中不可缺少的关键技术之一。在我们实际应用中，我们需要高功率的开关电源，随着功率的提高，我们必须要提高频率，随之而来的问题就是开关损耗的增加，为此我们提出了软开关的概念，而其中LLC全桥谐振电路有着巨大的优越性。常规的软开关不能适应负载变化的情况，而LLC全桥谐振电路则很好的解决了这一个问题。

这篇文章首先给出了变换器的拓扑结构图，然后详细分析了不同的工作模式，根据不同的工作情况，画出了等效电路，给出了不同工况下的原理和分析过程，进一步给出了精确的表达式。此外更进一步地，我们利用基波分析法（FHA）进行深入分析，建立了增益的模型，给出了比较准确的表达式，然后根据不同参数，利用软件给出了参数对直流增益的影响。然后利用我们得到的各种已知条件，并且假定了实际情况下的设计要求，进行了设计，最终根据设计的参数进行仿真，验证了模型的准确性。

关键词：LLC 全桥谐振电路 基波分析 零电压切换

Research on the LLC full-bridge resonant circuit

ABSTRACT

After more than 50 years of development, power electronics technology has been widely used in electric drives, power systems, various types of power supplies, and home electrical appliances. It plays a very important role in transforming traditional industries and developing high-tech industries. Power electronics technology has become one of the indispensable key technologies in today's high-tech. Modern switching power supplies require high power density and smooth electromagnetic interference (EMI) signals, and require fewer electronic components and high efficiency. Although there are numerous DC-DC topologies available in this area, the LLC full-bridge resonant circuit has unique advantages in meeting the above requirements due to its soft-switching characteristics. The advantages of LLC resonant converter are briefly described as follows: 1. The input range is wide, which can achieve output regulation over a wide range of load changes. 2. Small switching loss, high conversion efficiency, zero voltage switching (ZVS) can be achieved in the entire range.

This article first gives the topology diagram of the converter, then analyzes the different working modes in detail, draws the equivalent circuit according to the different working conditions, gives the principle and the analysis process under different working conditions, and gives the exact expression further. In addition, we use the fundamental analysis method (FHA) to make an in-depth analysis, establish the gain model, give a more accurate expression, and then use the software to give the influence of the parameters to the DC gain based on the different parameters. Then we use all the known conditions we get, and assume the design requirements under the actual situation, and then the design is carried out. Finally, the simulation is carried out according to the parameters of the design, and the accuracy of the model is verified.

Key Words: LLC; Full bridge resonant circuit; Fundamental analysis; Zero voltage switching

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 引言 1

1.1 课题研究背景与意义 1

1.2 电力变换的基本类型 1

1.3 软开关技术 2

1.4 课题研究内容与任务 3

1.5论文的组织结构及其章节安排 3

第二章 LLC全桥谐振电路原理 4

2.1 一般谐振电路回顾与分析 4

2.2 LLC全桥谐振电路 4

2.3 LLC全桥谐振电路基本原理 5

第三章 FHA分析 5

3.1 基波分析法简介 14

3.2傅里叶分解简单计算 14

3.3 LLC电路架构 14

3.4 LLC的简化等效电路 19

3.5 LLC的稳压原理 19

第四章 LLC全桥谐振电路设计 22

4.1变压器匝数比 22

4.2电容Cr 22

4.3谐振电感 23

4.4电感Lm 23

4.5整流侧二极管 24

4.6 输出电容C 24

第五章 仿真结果分析 25

5.1开关管的电压波形 25

5.2 二极管两端波形 26

5.3转换器的效率 27

第六章 总结与展望 28

6.1工作回顾 28

6.2论文成果与意义 28

6.3 存在的问题及进一步工作 29

参考文献 30

致 谢 32

第一章 引言

1.1 课题研究背景与意义

随着现代电力电子技术的发展，电力电子器件朝着型化，轻量化的方向发展，同时对设备的效率和电磁干扰能力也提出了更高的要求。一般的电力电子电路都是硬开关电路，开关损耗比较大，与工作频率成正比，在频率较高的时候，开关损耗将会变得很大，甚至成为主要损耗。为此，我们提出了软开关技术。软开关技术高频化、小型化的重要技术，它是利用电力电子开关器件，改善开关轨迹，优化开关过程，减小工作时候的电压与电流信号的重叠的部分，那么就可以降低开关损耗。除此之外，因为谐振的存在，可以诚小开关过程中的电压、电流变化率，优化开关曲线，减少开关噪声。

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