半桥LLC谐振电感设计与效率优化-周洁敏

"周洁敏教授在2015年深圳电源技术年会上关于LLC半桥谐振电感设计的演讲" 这篇摘要主要探讨了开关电源中的LLC半桥谐振电感设计，这是一种在中大功率应用中常见的拓扑结构。LLC谐振变换器因其独特的优点而备受关注，尤其是在半桥配置下，它能降低电压应力，并且具有较高的功率密度和效率。不过，这种变换器也存在一定的缺点，比如短路时原边电流较高，以及电路中的电流有效值较高等问题。 1. LLC谐振变换器简述： - LLC谐振变换器分为半桥和全桥两种，半桥电路电压应力减半，但电流应力加倍。 - 全桥LLC适用于大功率，半桥LLC适用于中大功率。 2. LLC半桥谐振变换器的特点： - MOS管实现零电压开关（ZVS）开通，副边管子实现零电流开关（ZCS）关断，减少损耗。 - 高频操作，提高功率密度。 - 输入电压范围和输出功率范围大。 - 器件电压应力低，降低EMI。 3. LLC谐振变换器的优势与挑战： - 优点：在负载变化时能保持ZVS，减少开通损耗；控制器件关断电流，减小关断损耗；副边二极管实现ZCS，避免反向恢复问题。 - 缺点：短路时原边电流大，电流有效值高。 4. 谐振电感设计： - 谐振电感（Lr）与谐振电容（Cr）组成谐振电路，影响变换器的工作特性。 - 串联谐振频率由Lr和Cr决定，分为两个区域，工作应避免区域3，以确保ZVS和ZCS的实现。 - 激磁电感（Lm）在不同条件下参与谐振，影响变压器原副边电流。 5. LLC的工作模式： - 在不同的频率下，LLC变换器有不同的工作状态，如副边整流二极管能否实现ZCS关断。 - 在工作在ZVS和ZCS条件下的转换器，能有效降低开关损耗，提高效率。 LLC半桥谐振电感设计是一项关键的技术，它涉及到谐振参数的选择、磁性材料的选用，以及如何在不同工况下优化性能，以实现高效、稳定的电源转换。设计时需要综合考虑负载变化、输入电压范围、器件应力和EMI等因素，确保变换器能在最佳工作点运行，达到最高效率。