LLC谐振全桥DCDC变换器设计修改
《2024年基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的研究》范文
《基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的研究》篇一一、引言随着电动汽车、可再生能源等领域的快速发展，DC-DC变换器作为电源系统中的关键设备，其性能的优劣直接影响到整个系统的效率与稳定性。
近年来，基于LLC（Lamp Lade & Capacitor）谐振的双向全桥DC-DC变换器因其在宽输入电压范围、高转换效率和低电磁干扰（EMI）等方面的优异表现，逐渐成为研究热点。
本文将详细探讨这一类变换器的工作原理、设计方法以及应用前景。
二、LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的工作原理LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器是一种新型的电力电子变换器，其工作原理基于谐振现象。
在电路中，通过控制开关管的通断，使电路中的电感、电容和开关管等元件产生谐振，从而实现能量的高效传输。
与传统的DC-DC变换器相比，LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器具有更高的转换效率和更低的电磁干扰。
该变换器由两个全桥电路组成，每个全桥电路包含四个开关管。
通过控制开关管的通断，可以实现能量的双向流动。
在正向传输过程中，输入侧的全桥电路将直流电转换为高频交流电，经过LLC谐振网络后，再由输出侧的全桥电路整流为直流电输出。
在反向传输过程中，则相反。
三、设计方法设计LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器时，需要考虑多个因素，如输入电压范围、输出电压要求、转换效率等。
设计过程中主要包括以下几个步骤：1. 确定电路拓扑结构：根据应用需求选择合适的电路拓扑结构，如全桥电路、半桥电路等。
2. 确定谐振元件参数：包括谐振电感、谐振电容和谐振频率等参数的设计与选择。
3. 控制策略设计：根据应用需求设计合适的控制策略，如PWM控制、SPWM控制等。
4. 仿真验证：通过仿真软件对电路进行仿真验证，确保设计的合理性和可行性。
四、应用前景LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器在多个领域具有广泛的应用前景。
首先，在电动汽车领域，该变换器可用于电池管理系统，实现电池的充放电管理以及能量回收等功能。
LLC串联谐振全桥DCDC变换器的研究
LLC串联谐振全桥DCDC变换器的研究LLC串联谐振全桥DC/DC变换器的工作原理是将全桥拓扑结构与LLC 谐振拓扑结构相结合。
变换器的输入端采用全桥结构，输出端采用谐振电路结构。
在输入端，通过控制两个辅助开关的开通和关闭，实现了相对零电压开关和相对零电流开关。
在输出端，谐振电路由电容、电感和电阻构成，通过控制开关管的导通和关断，实现了谐振振荡。
通过这样的工作原理，LLC串联谐振全桥DC/DC变换器可以实现高效率的功率转换。
LLC串联谐振全桥DC/DC变换器具有一系列优点。
首先，由于采用了全桥结构，输入电压范围广泛，可以适应各种不同的电源。
其次，由于采用了LLC谐振结构，能够实现高效并且低噪音的输出。
此外，该变换器还具有可调性好、响应速度快、波形质量高、设计简单等优点。
在研究LLC串联谐振全桥DC/DC变换器时，可以从以下几个方面进行深入研究：1.拓扑结构设计：根据应用需求，设计适合的LLC串联谐振全桥DC/DC变换器拓扑结构，选择合适的电阻、电容和电感等元器件。
2.开关管选择与控制：选择合适的开关管，并设计合理的开关管控制策略，实现零电流开关和零电压开关。
3.谐振电路设计：设计合适的谐振电路，包括电容、电感和电阻的参数选择，以及谐振频率和谐振频率范围的确定。
4.功率转换效率研究：研究LLC串联谐振全桥DC/DC变换器的功率转换效率，分析其与输入电压、输出电压、负载等因素的关系，优化变换器性能。
5.控制策略研究：研究合适的控制策略，实现LLC串联谐振全桥DC/DC变换器的稳定工作，提高系统动态响应性能。
除了理论研究，还可以进行仿真和实验验证。
利用软件仿真工具，如Matlab/Simulink、PSIM等，进行LLC串联谐振全桥DC/DC变换器的性能分析和优化。
并且利用实验平台，搭建LLC串联谐振全桥DC/DC变换器的实验系统，验证理论研究成果的正确性。
总结来说，LLC串联谐振全桥DC/DC变换器是一种高效率、高性能的直流-直流变换器。
《基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的研究》范文
《基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的研究》篇一一、引言随着电力电子技术的不断发展，DC-DC变换器作为电力转换的核心设备，其性能和效率成为了研究的重点。
双向全桥DC-DC 变换器作为一种能够实现能量双向流动的变换器，在电动汽车、不间断电源、储能系统等领域有着广泛的应用。
而LLC谐振技术因其高效率、低应力等优点，被广泛应用于高频开关电源中。
因此，基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、LLC谐振技术概述LLC谐振技术是一种适用于DC-DC变换器的高效能量传输技术。
它利用电容、电感和谐振电路之间的耦合作用，使变换器能够在较高的频率下工作，从而实现高效率的能量传输。
LLC谐振变换器具有软开关特性，能够降低开关损耗和电磁干扰，提高系统的可靠性。
三、双向全桥DC-DC变换器的工作原理双向全桥DC-DC变换器是一种能够实现能量双向流动的变换器。
它通过控制开关管的通断，实现能量的传递和回收。
在正向工作时，能量从输入端传递到输出端；在反向工作时，能量从输出端回收并传递回输入端。
双向全桥DC-DC变换器具有高效率、高功率密度、灵活的能量管理等特点。
四、基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的设计与分析针对传统双向全桥DC-DC变换器的缺点，我们提出了基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器。
该变换器利用LLC谐振技术的高效能量传输特性和软开关特性，提高了系统的效率和可靠性。
我们详细分析了该变换器的工作原理、电路结构、参数设计等方面。
首先，我们设计了基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的电路结构。
该电路由输入电源、两个全桥电路、LLC谐振电路和输出负载等部分组成。
其中，LLC谐振电路由电容、电感和开关管组成，实现了能量的高效传输和软开关特性。
其次，我们进行了参数设计。
根据应用需求和系统要求，我们确定了主要参数如输入电压、输出电压、开关频率等。
同时，我们还进行了仿真分析，验证了设计方案的可行性和正确性。
《基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的研究》范文
《基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的研究》篇一一、引言随着电力电子技术的快速发展，DC-DC变换器在电力系统中扮演着越来越重要的角色。
其中，基于LLC（L-C-C）谐振的双向全桥DC-DC变换器因其高效率、低损耗、宽范围调压等优点，受到了广泛关注。
本文旨在深入研究基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的原理、特性和设计方法。
二、LLC谐振技术概述LLC谐振技术是一种广泛应用于DC-DC变换器的技术，其核心在于通过电感、电容和电容之间的谐振来实现高效能量传输。
LLC谐振电路由一个谐振电感、两个谐振电容和负载组成，能够实现在不同输入电压和负载条件下，输出稳定的电压和电流。
此外，LLC谐振电路具有较低的导通损耗和较高的效率，适用于高功率应用。
三、双向全桥DC-DC变换器结构基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器由两个全桥电路组成，分别连接在输入和输出端。
通过控制开关管的通断，实现能量的双向传输。
该变换器具有以下特点：1. 高效率：由于采用LLC谐振技术，能量传输效率高。
2. 宽范围调压：通过调整谐振参数，可实现宽范围调压。
3. 双向性：可实现能量的双向传输，适用于电池充放电等应用。
四、工作原理与特性分析基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的工作原理主要涉及开关管的通断控制和能量的传输过程。
当开关管按照一定规律通断时，会在输入端和输出端之间形成谐振电流，从而实现能量的传输。
在分析该变换器的特性时，需考虑以下因素：1. 电压增益：通过调整开关管通断时间和谐振参数，实现不同电压增益的需求。
2. 软开关特性：LLC谐振电路具有软开关特性，可降低开关损耗。
3. 效率与损耗：分析在不同工作条件下，变换器的效率和损耗情况。
五、设计与优化方法针对基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的设计，需考虑以下因素：1. 参数设计：包括谐振电感、谐振电容和开关管的选择与计算。
2. 控制策略：根据应用需求，设计合适的开关管通断控制策略。
《2024年基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的研究》范文
《基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的研究》篇一一、引言随着电力电子技术的不断发展，DC-DC变换器作为电力转换的核心设备，其性能的优劣直接影响到整个系统的运行效率和稳定性。
近年来，基于LLC（L-C-L）谐振的双向全桥DC-DC变换器因其高效率、低损耗、宽电压范围等优点，在新能源、电动汽车、储能系统等领域得到了广泛的应用。
本文旨在研究基于LLC 谐振的双向全桥DC-DC变换器的原理、设计及优化方法，为实际应用提供理论依据。
二、LLC谐振变换器的基本原理LLC谐振变换器是一种采用谐振原理进行能量传递的DC-DC 变换器。
其基本结构包括输入电源、全桥逆变电路、谐振腔（包括L1、L2、C）和输出整流电路。
当开关管工作时，通过控制开关管的通断，使逆变电路输出高频方波电压，与谐振腔中的电感、电容发生谐振，从而实现能量的传递和转换。
三、双向全桥DC-DC变换器的设计双向全桥DC-DC变换器是在LLC谐振变换器的基础上，增加了反向能量传输的功能。
其设计主要涉及到主电路参数的设计、控制策略的制定以及驱动电路的设计等方面。
1. 主电路参数设计：主要包括输入电压范围、输出电压范围、功率等级等参数的确定，以及谐振腔中电感、电容的选取和计算。
2. 控制策略的制定：针对双向全桥DC-DC变换器的特点，制定合适的控制策略，如移相控制、PWM控制等，以实现能量的高效传输和系统的稳定运行。
3. 驱动电路的设计：为了保证开关管的正常工作，需要设计合适的驱动电路，包括驱动电源的选择、驱动电路的拓扑结构等。
四、优化方法及性能分析针对基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器，可以从以下几个方面进行优化：1. 优化谐振腔的设计：通过调整电感、电容的参数，使系统在更宽的输入电压范围内实现谐振，从而提高系统的效率和稳定性。
2. 改进控制策略：根据实际需求，采用更先进的控制策略，如数字控制、智能控制等，以提高系统的动态响应速度和精度。
CLLC谐振型双向DC-DC变换器的研究与设计
CLLC谐振型双向DC-DC变换器的研究与设计CLLC谐振型双向DC-DC变换器的研究与设计一、引言随着电力电子技术的快速发展和电能需求的增加，双向变换器在能量转换和电力传输的过程中扮演着重要的角色。
双向DC-DC变换器是一种能够实现能量的双向传输和双向控制的电力转换装置。
CLLC（Capacitor-Inductor-Capacitor）谐振型双向DC-DC变换器因其具有低开关损耗、高效率、小体积等优点，逐渐成为研究的热点。
二、CLLC谐振型双向DC-DC变换器原理CLLC谐振型双向DC-DC变换器由两个桥臂组成，每个桥臂上分别有一个磁性元件和一个电容。
变换器通过控制开关管的开关状态，实现能量在两侧的双向传输。
具体来说，当开关状态改变时，交流电源会将能量传输到电容器和磁性元件中。
当能量需要从输出端传输到输入端时，电容和磁性元件从能量储能状态转变为能量释放状态。
CLLC谐振型双向DC-DC变换器的主要特点可以归结为：流通电流小、电压应力低、效率高等。
三、CLLC谐振型双向DC-DC变换器的关键问题与设计要点1. 谐振频率设计CLLC谐振型双向DC-DC变换器在工作时采用谐振方式，因此谐振频率的选择至关重要。
合适的谐振频率可以有效降低开关损耗和电磁干扰。
设计中需要考虑到输入电压范围、输出电流等因素，通过合理选择电容器和磁性元件的参数来确定谐振频率。
2. 控制策略设计CLLC谐振型双向DC-DC变换器的控制策略对其工作稳定性和效率有着重要影响。
常见的控制策略包括：电流控制、电压控制、模型预测控制等。
根据具体应用场景，选择合适的控制策略可以提高系统的性能。
3. 开关管和磁性元件的选择开关管的选择需要考虑到其承受的电压和电流大小，以及开关速度等因素。
磁性元件（如电感器、变压器等）的选择需要满足谐振频率要求、承受电流和电压的能力，并尽量减小磁性元件的体积和重量。
四、CLLC谐振型双向DC-DC变换器设计实例以某电动汽车充电桩充电器为例，设计一个具有高效率、小体积的CLLC谐振型双向DC-DC变换器。
毕业论文——全桥LLC串联谐振DCDC变换器
编号南京航空航天大学毕业设计全桥 LLC 串联谐振 DC/DC 题目变换器学生姓名学号学院自动化学院专业电气工程与自动化班级指导教师二〇XX年X月毕业设计（论文）报告纸全桥 LLC 串联谐振 DC/DC 变换器摘要近现代随着能源价格的增高和需求的增大，工作效率的高低成为了 DC/DC 变换器比较重要的指标之一。
为了追求 DC/DC 变换器的大功率和高效率，需要不断地改进变换器的结构和器件。
传统移相全桥软开关变换器可以有较大的功率，并且可以较好的实现 ZVS，提高效率。
但是相对的却限制了负载的范围，反向二极管的恢复也成了问题并且在输入大电压时效率很低。
为了解决这些问题，本文试着研究全桥 LLC 串联谐振变换器。
本文首先简单介绍了传统移相全桥 PWM ZVS 变换器、全桥 LC 串联谐振变换器、全桥LC 并联谐振变换器和全桥 LCC 串并联谐振变换器，并指出了其中的优缺点。
在此基础上对比介绍了全桥 LLC 串联谐振变换器。
对 LLC 串联谐振全桥 DC/DC 变换器的工作原理进行了详细研究，利用基频分量近似法建立了变换器的数学模型，确定了主开关管实现 ZVS 的条件，推导了边界负载条件和边界频率，确定了变换器的稳态工作区域，推导了输入、输出电压和开关频率以及负载的关系。
之后又设计了一个变换器电路，计算了相关参数，并且对元器件进行了选择。
本文使用UC3861 进行开关控制，设计了它的闭环电路。
最后用 saber 软件分别进行了满载、半载、轻载和空载的仿真分析。
仿真结果证实了理论分析的正确性。
关键词：DC/DC 变换器，全桥，UC3861，LLCiFull bridge LLC series resonant DC/DC converterAbstractIn modern times with increasing energy prices and increased demand, the level of efficiency has become the important index of DC/DC converter. In order to pursue DC/DC converter with high power and high efficiency, the structure and device of converter is needed to be improved. The traditional phase shifted full bridge PWM ZVS converter has some bad place.It limits the load range. Reverse diode recovery has become a problem when the input voltage and high efficiency is very low. To solve these problems, we try to study the full bridge LLC series resonant converter.This paper introduces the circuit and the characteristics of the traditional phase shifted full bridge PWM ZVS converter, full bridge LC series resonant converter and the full bridge LC parallel resonant converter and the full bridge LCC series resonant converter. Then their shortcomings are pointed out. In this paper, LLC series resonant Full Bridge DC/DC converter is analyzed in detail. Based on the fundamental element simplification method, the mathematics model of the converter is obtained, and the conditions to achieve ZVS are given. Steady working region of LLC series resonant Full Bridge DC/DC is confirmed, the relations between input and output voltage depending on switching frequency and load conditions are given.Then, a converter circuit is designed, its parameters are calculated and the selected its components. This paper uses UC3861 for switching control and designed the closed-loop circuit. Finally uses the saber software to analyze some different situation of load.Finally, the simulation results are given, confirm the theoretical results are accurate.Key Words：DC/DC converter; Full bridge; UC3861; LLC目录摘要 (i)ii 第一章引言.............................................................................................................................- 1 -1.1 课题背景......................................................................................................................... - 1 -1.2 谐振变换器研究现状..................................................................................................... - 1 -1.2.1 移相全桥 PWM ZVS DC/DC 变换器.................................................................. - 1 -1.2.2 LC 串联谐振变换器............................................................................................. - 2 -1.2.3 LC 并联谐振变换器............................................................................................. - 3 -1.2.4 LCC 串并联谐振变换器....................................................................................... - 3 -1.3 本文的主要内容............................................................................................................. - 4 - 第二章全桥 LLC 串联谐振 DC/DC 变换器................................................................................ - 6 -2.1 引言................................................................................................................................. - 6 -2.1.1 拓扑图................................................................................................................... - 6 -2.1.2 全桥 LLC 谐振变换器的优缺点.......................................................................... - 6 -2.2 全桥 LLC 串联谐振变换器的原理................................................................................ - 6 -2.2.1 全桥 LLC 串联谐振变换器的等效电路.............................................................. - 6 -2.2.2 全桥 LLC 串联谐振变换器的工作区域............................................................ - 10 -2.3 全桥 LLC 串联谐振变换器的工作过程...................................................................... - 12 -2.3.1 开关管工作在区域 1（f m<f<f r）....................................................................... - 12 -2.3.2 开关管工作在区域 2（f>f r）............................................................................. - 14 -2.4 频率特性....................................................................................................................... - 16 -2.5 空载特性....................................................................................................................... - 17 -2.5 短路特性....................................................................................................................... - 18 -2.6 本章总结....................................................................................................................... - 19 - 第三章闭环控制电路的设计..................................................................................................... - 20 -3.1 UC3861 的简单介绍..................................................................................................... - 20 -3.2 UC3861 的工作原理..................................................................................................... - 21 -3.3 闭环电路的设计........................................................................................................... - 22 -3.4 本章总结....................................................................................................................... - 22 - 第四章参数设计及仿真结果..................................................................................................... - 24 -4.1 参数设计....................................................................................................................... - 24 -4.1.1 性能指标要求..................................................................................................... - 24 -4.1.2 主电路参数设计................................................................................................. - 24 -4.1.3 输出整流滤波电路............................................................................................. - 28 -4.1.4 fmax、fmin、死区时间设计.............................................................................. - 28 -4.2 saber 仿真结果.............................................................................................................. - 29 -4.2.1 满载..................................................................................................................... - 29 -4.2.2 半载..................................................................................................................... - 34 -4.2.3 轻载..................................................................................................................... - 38 -4.2.4 空载..................................................................................................................... - 40 -4.3 本章小结....................................................................................................................... - 42 - 第五章全文总结及展望........................................................................................................... - 43 - 参考文献................................................................................................................................. - 44 - 致谢..................................................................................................................................... - 45 -第一章引言1.1课题背景随着电力电子技术的发展与计算机技术的快速提升，有关 DC/DC 变换器的应用变得很普遍，对于这方面的研究也就多了起来。
LLC谐振全桥DC_DC变流器的优化设计_欧阳茜
Ｖｏｌ．４１， Ｎｏ．１
２００７ 年 １ 月
Ｐｏｗｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
Ｊａｎｕａｒｙ， ２００７
间，ｉＬｍ 给 ＶＳ２，ＶＳ３ 的输出电容充电，ＶＳ２，ＶＳ３ 的漏－源 输出电流一定时，二极管损耗也是一定的。由此可
极电压 ｕ ，ｕ ｄｓＶＳ２ ｄｓＶＳ３ 线性上升，到 ｔ１ 时刻，ｕｄｓＶＳ２，ｕｄｓＶＳ３ 上 见，在其他参数一定时，要提高效率就应减小励磁电
（６）
３ 优化设计
基本参数为：Ｕｉｎ＝３００～４００Ｖ，Ｕｏ＝１１０Ｖ，Ｉｏ＝１０Ａ；Ｌｒ
和 Ｃｒ 的谐振频率 ｆｒ＝１９０ｋＨｚ。
３．１ 变压器匝比 ｎ
ＬＬＣ 谐振全桥变流器的电压增益为［５］：
Ｇ（ｍ，ｈ，Ｑ）＝ｎＵｏ／Ｕｉｎ＝
１
２
２
#! " ! " １＋
１ ｈ
－
１ ｍ２ｈ
＋Ｑ２
１ －ｍ ｍ
式中 ｎ— ——变压器初次级匝比 Ｕｏ—— —输出电压
２ 电路拓扑及其工作原理
图 １ａ 示出 ＬＬＣ 谐振全桥变流器的拓扑。初级
基金项目： 国家自然科学基金（ ５０２３７０３０） 定稿日期： ２００６－ ０７－ ２０ 作者简介： 欧阳茜（ １９８４－ ） ， 男， 江西省吉安人， 硕士生，
研究方向为中小功率 ＤＣ／ＤＣ 变换器拓扑。
为全桥结构，谐振电感 Ｌｒ、谐振电容 Ｃｒ 和励磁电感 Ｌｍ 组成谐振电路。次级由整流二极管 ＶＤ１，ＶＤ２ 和输 出滤波电容 Ｃｏ 组成。该变流器有两个谐振点，Ｌｒ，Ｃｒ
范围。开关频率
范围无需太大，
通常将最低开关
频 率 设 为 ０．５ｆｒ ～ ０．７ｆｒ， 在 这 里 取
在该变流器中，初级损耗主要由开关损耗、变压 ０．７ｆｒ。结合式（１）
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LLC谐振全桥DC/DC变换器设计摘要：电力电子变压器(PET)作为一种新型变压器除了拥有传统变压器的功能外，还具备解决传统变压器价格高、体积庞大、空载损耗严重、控制不灵活等问题的能力，值得深入研究。
PET的DC-DC变换器是影响工作效率和装置体积重量的重要部分，本文以PET中DC-DC变换器为主要研究对象，根据给出的指标，对全桥LLC谐振变换器的主电路进行了详细的设计，主要有谐振参数的设计，利用磁集成思想，设计磁集成变压器，可以大大减小变换器的体积和重量，并在参数设计的基础上完成器件的选型。
此外，根据给出的参数，计算出各部分损耗，进而计算出效率，结果满足设计效率的要求。
利用PEmag和Maxwell仿真软件设计磁集成变压器，验证磁集成变压器参数。
运用Matlab/simulink对PET中的DC-DC变换器模型进行仿真分析，并在实验样机上进行实验研究，实验结果验证了DC-DC变换器的理论研究和设计方法的正确性及有效性。
关键词：电力电子变压器；LLC谐振变换器；损耗分析；磁集成变压器中图分类号：TD62 文献标识码：A 文章编号：Design of LLC resonant full bridge DC / DC converterAbstract: The Power Electronic Transformer (PET) as a new power transformer,not only has the functions of traditional transformers, but also has the ability to solve the problems of traditional power transformers that the high price, huge volume, prodigious no-load loss and inflexible control, and it is worth in-depth study.The DC-DC converter of PET is an important part of affecting work efficiency, volume and weight of the device. This paper studies the DC-DC converter mainly, then，according to given indexes, main circuit of full-bridge LLC resonant converter is designed in detail, including the design of resonant parameters. And the magnetic integrated transformer is designed with the idea of magnetic integration, which greatly reduces the converter volume, and the selection of devices is completed on the basis of parameters design.In addition, according to the given parameters, losses of each part and the efficiency are calculated. The results meet the efficiency requirements of design. PEmag and Maxwell simulation software are used to design magnetic integrated transformer, and verified the magnetic integrated transformer parameters.Matlab/simulink is used to simulate and analyze the DC-DC converter performance of PET. A prototype of full-bridge LLC resonant converter is developed and system test platform is built according to the theoretical research and simulation results. The correctness and effectiveness of theoretical research and design methods of the DC-DC converter are verified by analyzing the waveforms of the test.Key words:power electronic transformer; LLC resonant converter; loss analysis; magnetic integrated transformer煤矿井下存在着各种电压等级的电源以及电气设备，供电系统十分复杂。
为了满足不同电压等级的要求[1]，目前井下常用传统电力变压器来进行变压和能量传递。
这种变压器制作工艺简单、可靠性高，但是其价格高、体积庞大、空载损耗严重、控制不灵活，而且，如果出现电压不平衡、谐波、闪变等现象，无法维护电力设备的正常工作[2]。
所以，现在亟待解决的问题是如何保证电气设备在安全工作的情况下，给用户供应可靠稳定的电能[3]。
电力电子变压器(PET)应运而生，它除了拥有传统变压器的功能外，还具备解决上述难题的能力，作为一种新型变压器，近年来成为国内外学者研究的热门问题[4-9]。
LLC拓扑，作为一种双端谐振拓扑，已经在许多DC/DC功率变换方案中得到应用，但在PET上的应用尚未广泛。
本研究将依据LLC全桥DC/DC变换器的原理设计一款PET，利用LLC谐振变换器本身的诸多优势达到提高PET效率的目的。
1 LLC谐振全桥变换器的工作原理1.1 电路结构介绍LLC谐振全桥变换器主电路拓扑如图1所示。
在工作过程中，励磁电感L m会出现被钳位而不参与工作的情况，这就决定了LLC谐振变换器会有两个不同的谐振频率，一个是L m被钳位时的频率，它由谐振电感L r和谐振电容C r产生，表达式为：rf=（1）当流过L r的电流与流过谐振电感L m的电流相等时，变压器就没有能量传输，整流管都会关断，L m就不会被副边电压钳位而参与谐振，此时谐振频率与励磁电感L m、谐振电感L r和谐振电容C r有关，即：mf=（2）对于LLC谐振全桥变换器来说，可以运行在四种工作模式下，假设工作频率为f s，它与上面两个谐振频率的大小关系会决定变换器工作在什么样的区域内，显然f s和f m、f r的关系有f s≤f m，f m<f s<f r，f s=f r，f s>f r四种情况。
+V o-图1 LLC全桥变换器原理图1.2 电路的工作原理在分析之前，假设输出滤波电容C f无限大，输出电压可认为是恒定不变的。
1.2.1变换器在f s≤f m时的工作情况变换器的谐振网络会随着开关频率的大小不同而呈现容性或感性阻抗的情况。
当变换器工作在f s≤f m时，就是容性开关模式情况[10]，显然管子的电压相位在这种模式下是滞后电流相位的，当驱动信号到来时，其体二极管仍然没有导通，就不能将开关管两端电压钳位为零，这样开关管就不能实现ZVS，但当驱动信号为零时，流过管子的电流也为零，开关管实现了ZCS。
由于LLC 谐振变换器的逆变电路选的开关管是MOSFET，它是单极性器件，所以可以通过在栅极加反偏电压的方法来降低其关断损耗，但是没有办法降低其开通损耗，所以MOSFET的开关损耗主要为开通损耗。
由于不能实现ZVS，所以要避免LLC谐振变换器工作在此频率范围内。
本文对此频率范围内变换器的工作情况不做讨论分析。
1.2.2变换器在f m<f s<f r时的工作情况当变换器工作在f m<f s<f r时，管子工作在感性开关模式下，它的电压相位会超前电流相位，当驱动信号到来时，其体二极管已经导通，把开关管两端电压钳位为零，这样开关管就实现了ZVS。
图2给出了变换器在f m<f s<f r时的工作波形，可将一个工作周期分成8个工作阶段。
由于后半个周期与前半个周期的工作过程相似，下面只给出前半个周期的四个工作阶段的分析如图3中（a）~（d）所示。
i rVV图2 f m<f s<f r时工作波形图+V o-（a）工作阶段1(t0~t1)+V o-（b）工作阶段2 (t1~t2)+V o -（c ） 工作阶段3 (t 2~t 3)+V o -（d ） 工作阶段4 (t 3~t 4)图3 变换器在f m <f s <f r 时前半个周期工作阶段1：(t 0~t 1)：开关管S 1和S 4的体二极管在t 0之前就已经导通，所以实现了ZVS 。
由图2可知，谐振电流i r 大于励磁电流i m ，两者之差大于零，经过变压器流入二极管D 5使其导通，D 6截止。
由于输出电压的影响，L m 两端被副边电压钳位，此时只有L r 和C r 参与谐振，i m 线性上升，i r 也经过开关管S 1、S 4以正弦形式慢慢变化，输入能量则通过D 5传给了负载。
因为f s <f r，S 1、S 4会在i r 流经半个周期的谐振时依旧开通。
当i r =i m 时，D 5因没有电流流过而关断，阶段1结束。
阶段1中的i r 、i m 和整流二极管上的电流i d 有如下关系：r r r o s m m md r m sin()()()()i I t n V T i t I L i t i t i t ωϕ⎧=⋅-⎪⋅⋅⎪=⋅-⎨⎪⎪=-⎩ （3） 式中：n 为变压器变比；V o 为负载两端电压；T s 为变换器的工作周期。
i m 经历了从负的最大值增加到正的最大值的过程，所以有：o m m4nV TI L =（4） i r 有效值可表达为：r I = （5）式中：I o 为变换器的输出电流。
r i 与m i 之间的相位角φ为：1m r sin I I ϕ-⎛⎫=⎪⎝⎭（6） L r 和C r 谐振时的角频率r ω为：r ω=（7） 工作阶段2：当t =t 1时，i r =i m ，变压器中没有能量传输，流过D 5的电流为零而使其自然关断，没有反向恢复过程，二极管实现ZCS 。