宽电压输入半桥型LLC谐振变换器设计与实验

在n=6，fr=200 kHz，K=3时，fr不随Q的变化而变化，而fm则受到Q的影响。Q越小，fm越小，变频器工作频率范围将会变宽，不利于磁性元件的工作;Q越大，fm越大，而Gdc变小，在输入电压较低时无法达到需要的输出值。

在K=3，fr=200 kHz，Q=0.4时，n不影响fm的大小变化，不影响Gdc变化范围。n越大，Gdc越大。需合理设计n，使其满足变换器的直流增益要求。

2.3 参数设计

此处设计的变换器参数为：额定功率100 W，最大效率大于90%。最大输入电压Uimax=400 V，最小输入电压Uimin=250 V，输出电压Uo=36 V。相对应的最大和最小Gdc分别为0.144和0.086。n=Uimax/(2Uo)=5.833≈6。合理设计Q，K，取fr=200kHz，使其在n=6的情况下满足Gdc要求。

当Q=0.4，K=3时，Gdc与fs关系如图3所示。当变换器工作频率为fm时，Gdc为最大值0.149;当变换器工作频率为fr时，Gdc为最小值0.84。因此，当输入电压从250 V变化到420 V时，fs保持在fm和fr之间，可实现初级开关管的ZVS及次级二极管的ZCS，从而满足设计要求。可求得各谐振器件参数值为Re=8n2RL/π2，Lr=QRe/(2πfr)=120.4μH，Cr=Lr/(QRe)2=5 261 pF，Lm=KLr=361.1μH。

3 实验结果

根据以上参数，制作一台100 W半桥LLC谐振变换器样机，以L6599为控制芯片，分别给出不同负载时变换器主要元件工作波形及效率曲线。

图4a，b分别示出输入250 V，400 V的主要工作波形。其中iLr为谐振槽支路电流，uab为初级桥输入电压。当输入电压发生变化时，工作频率fs发生相应变化，Uo稳定于36 V。iLr波形滞后于uab波形。可见，开关管可实现零电压开通。

图5a，b分别示出输入250 V，400 V的次级两个整流二极管电流波形。当Uin增大时，fs升高，iVD1和iVD2的最大值变小，在一个周期内导通时间增加。当iVD1减小为零时，iVD2尚未导通，iVD1实现零电流关断;当iVD2减小为零时，iVD1尚未导通，iVD2实现零电流关断。变换器实现零电流关断。