LLC谐振变流器同步整流策略研究

论文摘要

高效率高功率密度是电力电子产品的一个重要发展趋势。LLC谐振DC/DC变流器在变换效率和功率密度方面具有突出的优势。但是在低压大电流输出的应用场合,其二次侧整流电路的损耗往往占了总损耗相当大的比重。因此,论文在分析LLC谐振变流器工作原理和不同整流结构特点的基础上,比较和归纳了不同的同步整流技术的特点,特别对其电流型同步整流技术进行了深入的研究。本文首先详细分析了全波整流LLC谐振变流器的工作原理,引入了二次侧电流采样同步整流策略。由于电流互感器限制了变流器二次侧的体积和PCB布板走线,在输出电流较大的场合引入插入损耗本文介绍和分析了一次侧电流采样技术。倍压整流LLC谐振变流器具有变压器结构简单,二次侧整流管电压应力低等优点。本文分析和比较了几种不同倍压整流结构的特点。在此基础上,以第一种倍压整流结构为例,提出了一种双绕组单电流互感器的电流型同步整流驱动方案,不仅减少了电流互感器的个数,而且实现了剩余驱动能量的回馈,驱动电路结构简单,效率高。同时,还研究和探讨了不同电流型同步整流方案的可能性,比如上管能量回馈问题和单绕组单电流互感器同步整流方案。本文还对全桥整流LLC谐振变流器的工作原理进行了详细分析。全桥整流结构也具有变压器结构简单,整流管电压应力低等优点。但是,其整流管个数较多,同步整流电路比较复杂。因此,本文提出了一种新型的混合型同步整流方案,全桥整流结构的上管采用电压型驱动,而下管采用电流型驱动。其只需一个单绕组电流互感器和一个变压器辅助绕组,极大的降低了驱动电路的复杂程度。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 同步整流技术发展现状
• 1.2 本课题研究背景和目标要求
• 1.2.1 LLC谐振变流器
• 1.2.2 整流滤波电路
• 1.2.3 课题目标要求
• 1.3 现有同步整流驱动方式比较
• 1.3.1 外驱动
• 1.3.2 电压型驱动
• 1.3.3 电流型驱动
• 1.3.4 混合型驱动
• 1.3.5 驱动方式比较
• 1.4 本文的选题意义及主要研究内容
• 1.4.1 选题意义
• 1.4.2 研究内容和主要方案
• 第二章 电流型驱动在全波整流结构中的应用
• 2.1 全波整流LLC谐振变流器工作原理
• 2.2 电流型同步整流方案
• 2.2.1 工作原理分析
• 2.2.2 设计要点
• 2.3 实验结果分析
• 2.4 一次侧电流采样驱动方案
• 2.5 本章小结
• 第三章 电流型驱动在倍压整流结构中的应用
• 3.1 倍压整流结构
• 3.1.1 倍压整流结构的工作原理
• 3.1.2 倍压整流结构设计要点
• 3.2 同步整流策略
• 3.2.1 A型倍压整流结构电流型同步整流方案
• 3.2.2 其它倍压整流结构电流型同步整流方案
• 3.2.3 驱动电路参数设计
• 3.3 实验结果与分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 电流型同步整流在全桥整流结构中的应用
• 4.1 全桥整流结构
• 4.1.1 工作原理
• 4.1.2 全桥整流结构设计要点
• 4.2 混合型同步整流方案
• 4.2.1 混合型同步整流方案原理
• 4.2.2 混合型同步整流电路设计要点
• 4.3 其它电流型驱动方案
• 4.4 实验结果分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间研究成果
• 致谢