[发明专利]一种全桥LLC谐振变换器的参数设计方法

摘要

本发明提出一种全桥LLC谐振变换器的参数设计方法，该方法根据预设的目标参数确定变压器原副边匝比、励磁电感、谐振电感和谐振电容的值，本发明在确定所述4个参数时充分考虑死区时间、开关管关断电流和实际所选用开关管等效结电容的大小，满足变换器增益同时，确保变换器实际运行中实现原边开关管的ZVS，同时降低原副边RMS电流和开关管关断电流，降低开关器件的损耗，另外，本发明可将变换器的工作频率严格限定在预期设定的范围内，便于输入侧滤波器的设计以及变压器的设计。

主权项

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Vin、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Lm、谐振电感Lr和谐振电容Cr；该方法根据预设的目标参数确定变压器原副边匝比N和Lm、Lr、Cr的值；目标参数包括：输入电压Vin的范围：Vinnin～Vinmax，输出电压Vo、额定功率P、死区时间tdead和只有Lr、Cr参与谐振时的谐振频率fr；该方法包括步骤：(1)将预期的变换器工作频率范围表示为：αfr式中，Vd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Lm的最大值为：式中，Ceq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Lm的值为Lm(max)；(6)根据励磁电感Lm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＝Lm/Lr；PKQ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Gdc_mac，若是，则执行步骤(8)；否则，将Lm的值更新为Lm(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Lr和谐振电容Cr：