[发明专利]一种全桥LLC谐振变换器的参数设计方法

权利要求书

1.一种全桥LLC谐振变换器的参数设计方法，其特征在于，所述变换器包括依次连接的输入电压V_in、由四个MOS管构成的全桥逆变开关电路、LLC谐振网络和由4个二极管构成的输出全桥整流电路；其中，LLC谐振网络包括励磁电感L_m、谐振电感L_r和谐振电容C_r；该方法根据预设的目标参数确定变压器原副边匝比N和L_m、L_r、C_r的值；目标参数包括：输入电压V_in的范围：V_innin～V_inmax，输出电压V_o、额定功率P、死区时间t_dead和只有L_r、C_r参与谐振时的谐振频率f_r；

该方法包括步骤：

(1)将预期的变换器工作频率范围表示为：αf_r<f_s≤f_r，其中，α为系数，f_s为变换器工作频率；根据实际所需的变换器工作频率范围，确定α的值；

(2)计算变压器原副边匝比N为：

式中，V_d为全桥整流电路中二极管的正向导通压降；

(3)计算励磁电感L_m的最大值为：

式中，C_eq为等效结电容；

(4)计算变压器最大电压增益为：

(5)取励磁电感L_m的值为L_m(max)；

(6)根据励磁电感L_m的值，计算满载下的电压增益表达式为：

式中，K为谐振电感系数，K＝L_m/L_r；P_KQ为谐振电感系数K和品质因数Q的乘积；

(7)根据电压增益表达式绘制电压增益随K变化的关系曲线，判断关系曲线的最大增益值是否大于等于G_dc__mac，若是，则执行步骤(8)；否则，将L_m的值更新为L_m(max)-ΔL，返回步骤(6)，式中，ΔL为更新步长，ΔL＞0；

(8)从步骤(7)得到的关系曲线中选取满足G_dc(f_s＝αf_r)＝G_dc__mac且的K值；若K值不唯一，则选取较小的值作为K的取值；

(9)根据步骤(8)中得到的K的取值计算谐振电感L_r和谐振电容C_r：

2.根据权利要求1所述的一种全桥LLC谐振变换器的参数设计方法，其特征在于，所述等效结电容C_eq的计算方法为：

获取构成全桥整流开关电路的MOS管的C-V_DS曲线，采用分段线性法，将C-V_DS曲线中的C_oss曲线分成n个区段，记第k个区段的在C轴上的坐标为C_k，在V_DS轴上的坐标为V_k，k＝1,2,…,n，V_n＝V_inmax；则等效结电容C_eq的表达式为：