LLC半桥谐振式AC-DC开关电源研究

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开关电源技术因应用需求不断向前发展,高频化、高效率、高功率密度、低功耗、低噪音、抗干扰、低输出纹波和模块化成为开关电源的发展方向,这也标志着相关技术的发展也越来越成熟和稳定,同时实现高效率用电和高品质用电相结合。  高频化、高效率、小型化实现的主要途径就是软开关技术,本文结合实际应用,设计了一款输出功率为150W,90-264V交流宽范围输入,12V直流输出的AC/DC模块化通讯电源。本文选用PFC+LLC半桥式谐振电路为主拓扑,首先分析了PFC电路的基本工作原理以及实现方式,对不同实现方式的优缺点进行分析和概括,基于对功率因数校正技术分析,电源的PFC部分采用有源功率因数校正技术,控制方式采用平均电流模式的控制方式,并对PFC电路(Boost)主要元器件参数进行了设计和计算,实现PF值在全输入电压范围内达到0.99以上,接下来重点论述了LLC串联谐振变换器的原理和特性,详细分析了半桥式LLC谐振变换器在各个频率范围的直流增益特性,谐振回路特性、稳压原理以及软开关实现机理,并对其主要元器件的参数进行了设计和计算;在分析输出电压低频纹波产生机理后,提出一种基于前馈控制方式抑制低频纹波的策略;根据设计制作出模型,并进行模拟和仿真,并在理论分析的基础上实现将电源的低频输出纹波抑制在0.5%(60mV)以内。实现了一款高功率因数、高效率、高功率密度、低输出纹波和低电磁干扰的通讯电源,此项控制技术已经在本公司通讯电源产品上得到了应用。
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