DCDC谐振变流器的研究.pdf

第45卷第7期
电力电子技术
Vol45. No. 7
2011年7月
Power Electronics
July 2011
DC/DC谐振变流器的研究
徐振,赵晨2
(1.浙江机电职业技术学院,电气电子学院,浙江杭州310053;
2.浙江大学,电气工程学院,浙江杭州310027)
摘要:利用基波分析(FHA)法对DC/DC谐振变流器的稳态特性进行了初步研究和讨论。传统并联谐振变流器
PRC)及LCC谐振变流器的开关管关断损耗及空載环流损耗较为明显,整机变换效率难以进行优化设计。传
统串联谐振变流器(SRC)的变换增益小于1,极大地限制了其应用范。而[IC谐振变流器具有较宽的增益范
围,折中了PRC和LCC谐振变流器的问题,拥有较高的变换效率,适合当今DC/DC高频开关电源装置的工程
设计要求。300W(12V/25A)ILC谐振变流器的样机满载效率超过95%,证明了理论分析的正确性。
关键词:变流器;基波分析法;串联;并联
中图分类号:TM46
文献标识码:A
文章编号:1000-100X(2011)07-0039-03
Study of DC/DC Resonant Converter
XU Zheni. ZHAO Chen?
(1. Zhejiang Institute of Mechanical Electrical Engineering, Hangzhou 310053, China)
Abstract: The steady-state analysis of DC/DC resonant converter is preliminarily presented based on fundamental
harmonic analysis(FRA ) Due to the high switch turn-off loss and high circulation loss with no-load, th
efficiency of the traditional parallel resonant converter(PRC) and the LCC resonant converter is hard to be optimized
further. The conversion gain of the traditional series resonant converter(SRC) is always equal or even less than unit
which leads to the narrow application area directly On the contrary, the LLC resonant converter compromises the
drawbacks of the PRC and has much higher conversion efficiency, which means it can meet the current design re-
quirement of D/DC converter for industrial application. A 300 W prototype of LLC resonant converter is built up and
its full-load efficiency higher than 95% verifies the accuracy of the theoretical analysis presented
Keywords: converter; fundamental harmonic analysis; series; parallel
1引言
用。相应地,传统DC/DC谐振变流器通常无需任
当今的电源产业界,高变换效率和高功率密
何的外加辅助电路即可实现有源器件的软开关环
度已成为DC/DC变流器在设计研发过程中的重境,在降低开关损耗的同时又不会引入额外损耗,
点和难点问题。就传统PWM控制DCDC变流器而电路中的寄生电感和寄生电容通常也可以一起
而言,提高变流器的开关工作频率固然能有效减
有效地参与功率变换,因此在高变换效率以及高
小电源装置中无源器件的体积大小,但随之増加功率密度方面体现出相当大的潜在优势。
的有源器件开关损耗及驱动损耗会明显降低变流2DCDC谐振变流器基波分析法
器的变换效率,从而制约了变流器整体功率密度
传统DC/DC谐振变流器经归一化后,其结构
的提高。近几十年来的软开关技术能有效降低电如图1所示凹。其中,高频开关逆变桥通常将直流
源装置中有源器件的开关损耗及驱动损耗,起到输入电压逆变为50%占空比且频率等于开关工作
提高交換效率和功率度的作用,但这些软开关频率的交流方波电压。若对该交流方波进行傅
辅助网络有的结构复杂、控制困难,有的自身也会里叶分解,则可得其基波分量以及其他高次的奇
引入相当大的损耗,所以在现有的辅助电路中,只次谐波分量;谐振腔通常由电感电容组成,在品
有很少量能真正适合全球消费类市场的推广及应质因数不太小时具有较好的带通滤波效果,远离
谐振频率的高次谐波分量将被滤除,只留下部
定稿日期:2011-06-03
分接近,的谐波分量,所以当￡等于或接近f时,
作者简介:徐振(1977-),男,浙江会华人,讲师,研究方谐振腔输入侧的交流方波电压波形将被带通谐
向为电子技术。
振腔滤波为在附近频率次的正弦波叠加,图1
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