基于LLC拓扑结构的开关电源设计与研究

摘要

高频开关电源因应用需要，进一步向着高频化、高效率、高功率密度、低噪音、抗干扰、低污染和模块化的方向发展。相应的国内外标准越来越严格，这也标志着相关技术的发展也越来越成熟和稳定。在此背景下，能够达成高效率用电与高品质用电相结合的高频开关电源成为了研究重点。
　　针对通信电源以及近些年电动汽车的发展，市场上大量需求高效率，高密度化和高动态稳定等要求的大功率开关电源越来越多。本课题研究了PFC以及级联LLC拓扑应用在3000W输出功率段通信电源的效率优化、控制优化的理论分析和设计方法。
　　Boost变换器的电路性能特点决定了其适用于功率因数校正等电路。本文主要研究了在3000W功率段的交错并联Boost PFC电路，无桥Boost PFC电路各自的优缺点以及适用范围。并设计了交错并联Boost PFC电路，设计出的结果显著降低了输入电流纹波和高频电磁干扰。
　　从原理上介绍了LLC拓扑结构在各谐振参数与直流增益的关系，从各个谐振频率范围点解释变换器在各种不同开关频率下的工作特性，为进一步优化LLC的应用提出了思路并依此进行理论分析。在此基础上提出LLC级联变换器的解决方案，并从可行性和实际效率优化的角度进行深入分析，从理论上论证LLC级联变换器的优势。
　　根据实际项目搭建了实验样机，设计了电路参数，分析计算了整体结构的损耗分布。结合仿真结果，最终得到了的动态波形，输出纹波，效率曲线，EMC结果。

目录

第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 通信高频开关电源国内外研究现状及发展趋势

1.3通信高频开关电源系统简介

1.4有源PFC技术

1.5 谐振变换器介绍

1.6本文主要研究内容

第2章 对比分析多种PFC拓扑结构

2.1 引言

2.2功率因数校正技术简介

2.3 单重Boost PFC电路工作原理

2.4 基本型无桥Boost PFC电路分析

2.5 交错并联PFC电路结构分析

2.6 多种PFC电路性能对比分析

2.7 本章小结

第3章 半桥LLC式DC/DC拓扑结构分析与设计

3.1 引言

3.2 LLC运行状态分析

3.3 LLC谐振回路特性分析

3.4 分析LLC谐振回路在极端工况下的特征

3.5 LLC谐振参数的分析设计

3.6本章小结

第4章 级联LLC分析

4.1 引言

4.2 建立系统变换器的结构并研究

4.3 级联变换器效率分析

4.4 拓扑波形仿真分析

4.5 本章小结

第5章 整机系统设计与实验数据分析

5.1 引言

5.2 整机系统方案与实验结果

5.3实验机器效率与热分布分析

5.4整机EMI测试结果

5.5本章小结

结论

参考文献

声明

致谢

个人简历