基于LLC諧振電路帶APFC的兩級變換器的研究.pdf

1、電力電子技術和功率器件的發(fā)展促進了開關電源的高速發(fā)展，一方面由于材料成本和體積重量的減小要求開關電源能實現(xiàn)高頻化和高功率密度，另一方面由于諧波污染和能源危機要求開關電源能實現(xiàn)高功率因數和高效率，所以論文根據開關電源的發(fā)展趨勢和課題要求，采用兩級式AC/DC變換器結構來設計開關電源，前級是具有有源功率因數校正（APFC）作用的單周期控制的Boost電路拓撲，后級是具有減小開關損耗的軟開關LLC諧振電路拓撲。
　　論文首先分析了單周期

2、控制的基本原理以及單周期控制在BoostAPFC電路中的實現(xiàn)方法，并對單周期控制的兩種調制模式即前沿調制和后沿調制以及單周期控制的穩(wěn)定性進行了理論分析，進而實現(xiàn)了主電路的參數設計。同時基于狀態(tài)空間平均法建立了Boost電路的小信號模型，對平均電流控制和單周期控制的控制器設計進行了理論分析和軟件仿真，驗證了單周期控制和平均電流控制都可以實現(xiàn)很好的功率因數校正。最后結合控制芯片IR1150完成了整個控制電路的設計。
　　其次根據LLC

3、諧振電路在不同開關頻率區(qū)間的工作原理，著重分析了小于諧振頻率的各個工作模態(tài)，并利用基波分析法建立了LLC諧振電路的穩(wěn)態(tài)模型，詳細分析了三元件諧振網絡的輸入阻抗及電壓增益與開關頻率的關系，確定了軟開關的工作頻率范圍。同時研究了諧振網絡參數對電壓增益、電流增益和恒功率輸出的影響，為不同輸出模式的LLC諧振網絡的參數設計提供了理論指導，從而保證LLC諧振電路在不同輸出模式下都能一直實現(xiàn)原邊MOSFET的零電壓開通。論文根據穩(wěn)態(tài)分析及相應的設計

4、要求，實現(xiàn)了LLC主電路的參數設計，同時采用擴展描述函數法對LLC進行小信號建模，為其控制器的設計提供理論指導，最后結合控制芯片L6599完成了整個控制電路的設計。
　　最后論文根據上述研究和分析，研制了一個前級最大輸出300W，后級最大輸出120W的兩級變換器的實驗樣機，并分別對前級BoostAPFC電路和后級LLC諧振電路進行了實驗測試和分析，證明了整個設計方案的正確性和可行性，從而保證了樣機具有高功率因數和高效率。