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研究生:王永強
研究生(外文):Yung-Chyang-Wang
論文名稱:半橋諧振式電源轉換器
論文名稱(外文):LLC Resonant Half Bridge Converter
指導教授:程光蛟
指導教授(外文):Kwong-Kau Tiong
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣海洋大學
系所名稱:電機工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2011
畢業學年度:99
語文別:中文
論文頁數:53
中文關鍵詞:LLC半橋諧振轉換器
外文關鍵詞:LLC resonant half bridge converter
相關次數:
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隨著消費性電子產品需求不斷擴大,對電源系統的便利性提出了更高的要求,因此,高效率和高功率密度成為電力電子產品的一個重要趨勢。LLC諧振變流器在變換頻率和功率密度方面具有突出的優勢。目前,大量的國內外文獻都對其相關優化設計進行深入的研究,但是當應用低壓大電流輸出的場合時二次側整流電路的損耗占據了總損耗較大的比重,為了進一步提高變換效率和功率密度,同步整流技術在二次側得到廣泛的應用。LLC諧振式轉換器具有體積小、架構簡單、不需附加元件,並充分利用寄生元件及諧振零電壓切換技術,以減少寄生元件引起的不良效應,並使開關元件具有零電壓導通切換特性,能降低開關元件切換應力,仍可正常操作在高頻率的時候,不像傳統式使用橋式整流後接大電容做濾波,其優點是耐用且價格便宜。
文中將會探討LLC串聯諧振式轉換器的工作模式、交流與直流特性分析作為諧振電路的設計與元件選用。最後實際製作一具有高功率因素的LLC諧振式電源轉換器。
最後,針對LLC在效率上的提升,我會把二次側的同步整流包進LLC諧振式轉換器裡面,把原本在LLC半橋諧振上的Diode換成MOSFET,進而提升效率,降低成本,把應用的電路在更精簡,讓LLC半橋諧振效率提升至94%以上。

目錄
口試委員會審定書 #
誌謝 i
中文摘要 ii
ABSTRACT iii
目錄 v
圖目錄 viii
表目錄 x
第 1 章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 論文架構 2
1.3 主要貢獻 2
第 2 章 研究背景 3
2.1 LLC簡介 3
2.2 LLC諧振式轉換器的優點 3
2.3 串聯諧振式轉換器 3
第 3 章 研究方法 6
3.1 LLC半橋諧振切換頻率等於諧振頻率( ) 6
3.1.1 LLC半橋諧振共振的操作步驟在斜振頻率等於切換頻率(1/6) 7
3.1.2 LLC半橋諧振共振的操作步驟在斜振頻率等於切換頻率(2/6) 9
3.1.3 LLC半橋諧振共振的操作步驟在斜振頻率等於切換頻率(3/6) 11
3.1.4 LLC半橋諧振共振的操作步驟在斜振頻率等於切換頻率(4/6) 13
3.1.5 LLC半橋諧振共振的操作步驟在斜振頻率等於切換頻率(5/6) 15
3.1.6 LLC半橋諧振共振的操作步驟在斜振頻率等於切換頻率(6/6) 17
3.2 LLC半橋諧振切換頻率大於諧振頻率( ) 19
3.2.1 LLC半橋諧振共振的操作步驟在斜振頻率大於切換頻率(1/6) 20
3.2.2 LLC半橋諧振共振的操作步驟在斜振頻率大於切換頻率(2/6) 22
3.2.3 LLC半橋諧振共振的操作步驟在斜振頻率大於切換頻率(3/6) 24
3.2.4 LLC半橋諧振共振的操作步驟在斜振頻率大於切換頻率(4/6) 26
3.2.5 LLC半橋諧振共振的操作步驟在斜振頻率大於切換頻率(5/6) 28
3.2.6 LLC半橋諧振共振的操作步驟在斜振頻率大於切換頻率(6/6) 30
3.3 LLC半橋諧振操作區域之分析 32
第 4 章 系統實作 34
4.1 諧振電容和諧振電感的配置 34
4.2 半橋LLC轉換器工作狀態 35
4.3 半橋LLC轉換器的增益特性 36
4.4 LLC演算法 39
第 5 章 研究成果 41
5.1 測試條件 41
5.2 LLC諧振轉換器之切換開關實測結果 41
5.3 LLC諧振轉換器效率比較 45
第 6 章 結論與未來展望 49
參考文獻 51


參考文獻
[1] 鄭振東,交換式電源手冊,全華科技圖書股份有限公司,2001。
[2] B. Yang, ” Topology investigation for front end DC/DC power onversion for distributed power system,Dissertation submitted to the Faculty of the Virginia Polytechnic Institute and state University in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy in Electrical Engineering, 2003
[3] M. K. Kazimierczuk and D. Czarkowski, Resonant power converters. New York: John Wiley & Sons,1995.
[4] B. Yang, R. Chen, and F. Lee, “Integrated magnetic for LLC resonant converter,”in Proc. IEEE Applied power Electronics conference and Exposition, 2002, vo1. 1, pp.1485-1490
[5] 梁適安,交換式電源供應器之理論與實務設計,全華科技圖書股份有限公司,2004。
[6] 鄭振東,轉換式電源穩定設計要訣,建興文化事業有限公司,2003。
[7] 王順忠譯,電力電子,東華書局,1998。
[8] 鄭振東編譯,新型柔式交換式電源技術入門,建全華科技圖書股份有限公司,2003。
[9] 梁適安,交高頻交換式電源供應器,全華科技圖書股份有限公司,2003。
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[13] C. Gould, C. M. Bingham, D. A. Stone, and M. P. Foster,“CLL resonant converters with output short-circuit protection”IEEProc. Electric power Applications, 2005, vol. 152, no. 5, pp. 1296-1306.
[14] R. Oruganti, J. J. Yang, and F. C. Lee,“Implementation of optimal trajectory control of series resonant converter,”IEEE Trans. Power Electronics, vol. 3, no. 3, pp. 318-327.
[15] A. K. S. Bhat,“Analysis and design of a modified series resonant converter,”IEEE Trans. Power Electronics, vol. 8, no. 4, pp. 423-430, 1993.
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[19] “LLC Resonant Half-bridge Converter 300 W”Texas Instruments,2009。
[20] 網路資料 半橋LLC諧振轉換器的設計考慮及安森美半討體解決方案
http://www.esmchina.com/PDF/Onsemi_PLL.pdf?SOURCES=DOWNLOAD
[21] 徐維利 同步整流LLC串聯半橋諧振轉換器之研製
碩士論文 國立台灣科技大學 電子工程學系 2006
[22] 黃偉銓 具前級功因調整器之半橋LLC諧振式電源轉換器研製
碩士論文 大同大學電機工程研究所 2009
[23] “Step by Step design method for LLC Resonant Converter” Texas Instruments

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