[发明专利]一种宽输入电压范围的电子变压器参数设计方法

权利要求书

1.一种宽输入电压范围的电子变压器参数设计方法，其特征在于，所述方法步骤如下：

(1)采用基波分析法来对LLC谐振变换器进行建模，得到变换器直流电压增益G的表达式为：

式中，谐振频率特性阻抗品质因素电感比归一化开关频率f_s为开关频率；L_r为谐振电感；C_r为谐振电容；f_r为谐振频率；n为变压器变比；P₀为负载上的直流功率；V₀为负载上的直流电压；L_m为励磁电感；

(2)定义LLC型电子变压器的归一化直流电压增益G_n：

G_n＝2n·G (2)

式中，G为变换器的直流增益，将式(1)代入式(2)，得：

(3)谐振参数对电子变压器的性能的影响及优化需求，包括谐振参数对电子变压器直流增益的影响、谐振参数对电子变压器输入阻抗的影响、谐振参数对变换器效率的影响。

2.根据权利要求1所述的一种宽输入电压范围的电子变压器参数设计方法，其特征在于，所述谐振参数对电子变压器直流增益的影响：

为了直接观察谐振参数对变换器直流增益的影响，将公式(3)中的K和Q改为用L_m、L_r和C_r表示；在设计谐振参数时，按电路工作在负载独立点处f_s＝f_r，满载状态P_o＝P_on时进行设计，则L_r和C_r满足下式：

利用公式(4)，将归一化直流增益G_n表达式中的谐振参数转化为L_m和L_r，即：

式中，R_eq为等效电阻；

根据公式(5)，利用MATLAB绘制出不同励磁电感L_m下的直流增益曲线和不同谐振电感L_r下的直流增益曲线，考虑到电路的调节能力，在设计谐振参数时应当尽量减小励磁电感L_m的值。

3.根据权利要求1所述的一种宽输入电压范围的电子变压器参数设计方法，其特征在于，所述谐振参数对电子变压器输入阻抗的影响：

采用基波分析法来对LLC谐振变换器进行建模，可得谐振网络的归一化输入阻抗Z_in为：

实部：

虚部：

LLC变换器实现ZVS的首要条件是确保谐振网络的输入阻抗始终为感性，即输入阻抗角θ应满足下式：

绘制输入阻抗角θ与归一化频率f_n的关系曲线可知，L_m和L_r越小，能够实现ZVS的频带范围越宽，这对电路运行有利。