基于半桥LLC谐振变换器的高效率LED驱动电源的设计

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随着全世界对节能环保的意识的提高,对降低能耗的需求提高,节能技术得到了很大程度的推崇。传统LED照明电源采用的方案有的效率低,还有的性能不稳定。由于谐振变换器拥有高频化、高功率密度和高效率的特性,所以它的运用也越来越广泛。而LLC谐振变换器因为同时兼具了空载工作能力和谐振槽路电流反映负载大小的能力,而体现出普通谐振变换器无法比拟的优势,可以较好的解决PWM变换器存在的缺点,因而得到了非常广泛的应用,尤其是在LED驱动电源领域,受到国内外很大的追捧,也与当代社会LED行业发展的需求相适应[1]。  LLC谐振变换器具有变压器一次侧开关管在全负载范围内容易实现零电压启动,二次侧二极管可以实现零电流开关,可以利用变压器磁集成技术将谐振电感和励磁电感集成在一个变压器中,LLC谐振变化器还有一个优点就是输入电压范围很宽,因此应用也比较普遍[2]。它在传统的谐振变化器的基础上将特性作了明显的改良,这也使得它的控制方法和参数设计及性能调节上就有些繁琐,所以我们设计的时候就应从这三个方面多下工夫,从而得出一个优良的设计方法。  本文介绍了LLC谐振变换器的其研究现状,总结出它的主要优点,然后详细分析了LLC谐振变换器的在三种频率范围下的工作原理;最后,导出LLC变换器的有关等效电路,确定了变换器的增益和基本参数Q、k、n的关系的数学模型,通过分析模型,得出能保证变换器原边开关MOS管实现ZVS及次级整流管实现ZCS的LLC参数设计方法;并进一步用UCD3138型控制芯片设计制作了一款半桥LLC谐振变换器。通过一系列的实验及波形分析,最终得到预期的实验结果,同时也证明了,实际分析与理论计算是互不分离的,理论指导着实验,实验又检验了理论,理论的计算与实验操作是相辅相成的。
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