全橋LLC電路時域模型及其分析

王志剛, 董長城， 侯 凱， 高鵬飛

(1. 南瑞集團(國網電力科學研究院)有限公司， 江蘇省南京市 211106；

2. 國電南瑞科技股份有限公司， 江蘇省南京市 211106； 3. 河海大學能源與電氣學院， 江蘇省南京市 211100)

0 引言

由于LLC諧振電路能夠同時實現隔離變壓器原邊和副邊的功率器件的軟開關效果，具有高效率和高功率密度的優勢，被廣泛應用于DC/DC變換器場合[1-2]。傳統的LLC電路分析方法為頻域分析方法，基于基波近似法(FHA)簡化模型雖然可以非常方便地繪制增益曲線和進行相應的參數設計，但是這種分析方法卻忽略了高頻分量對電路設計過程中的影響，而且不能反映電壓和電流在某一個點上的時域狀態。

文獻[3-4]基于時域分析方法分析電路，給出每個階段的時域方程，但是僅關注開關頻率小于諧振頻率的升壓部分，也未根據這些時域方程的相互關系，推導出包含電路全部信息的方程組。文獻[5]在進行時域分析時對諧振電流進行了簡化，導致在遠離諧振點處會造成較大偏差。文獻[6]在FHA頻域分析模型的基礎上引入時域分析方法，重新定義增益公式中相關部分為諧振因數和負載因數進行分析，但是這種定義沒有明確的依據，且缺乏現實的物理意義。文獻[7-9]只是針對LLC電路的移相控制部分進行了時域分析，而未對占LLC電路絕大多數的工作狀態的變頻工作部分進行時域分析。

因此本文根據全橋LLC電路的時域電壓、電流波形，分段推導出包含電路工作時全部信息的時域方程組。……