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l 申请上海交通大学工程硕士专业学位论文 LLC半桥谐振电路的设计与应用 学 校： 上海交通大学 院 系： 微纳科学研究院 班 级： Z0834021 学 号： 1083402006 工程硕士生: 工程领域： 电子与通信工程 导 师Ⅰ： （教授） 导 师Ⅱ： 上海交通大学电子信息与电气工程学院 年1月 Design and Application of LLC Half bridge Resonant circuit Author：Dong Yan Specialty: Semiconductor Science Advisor Ⅰ: Prof. Dai Qingyuan Advisor Ⅱ: School of Electronics and Electric Engineering LLC半桥谐振电路的设计与应用 摘 要 现代开关电源要求具有较高的功率密度和平滑的电磁干扰（EMI）信号，并且所需要的电子元器件数量少、效率高。虽然在这方面可选的DC-DC拓扑众多，但是LLC半桥谐振电路凭借其软开关的特点在满足以上要求拥有独特的优势。对比常规谐振器，LLC型谐振变换器具有许多优点。首先，它可以在输入和负载大范围变化的情况下调节输出，同时开关频率变化相对很小。第二，它可以在整个运行范围内，实现零电压切换（ZVS）。最后，所有寄生元件，包括所有半导体器件的结电容和变压器的漏磁电感和激磁电感，都是用来实现ZVS的。 本文首先对各种谐振变换器的优缺点进行了比较，总结出LLC谐振变换器的主要优点。并以90W电脑适配器项目为设计目标，对整个系统进行测试，验证理论提出的优化方案。90W电脑适配器LLC前级使用PFC电路，后级使用LLC半桥谐振电路。 文章第一部分总结了不同谐振变换器的优缺点，介绍了LLC型谐振变换器的原理，并对LLC半桥谐振电路在各个时间周期的工作特性和原理进行逐一阐述和分析。第二部分阐述了对LLC半桥谐振电路进行简化和建模，通过分析LLC谐振电路频域直流特性，总结实际设计要素。第三部分提出实际优化方案，其中包括设计主变压器设计和关键元器件的选择，并从实验结果中验证。最后，通过对90W电脑适配器项目的设计，包括PFC电路设计部分和LLC半桥谐振电路部分，逐步说明设计流程和解决方案。测试部分不仅针对应用LLC半桥谐振的90W电脑适配器，同时协助测试分析市场上其他拓扑结构的同等功率等级电脑适配器。通过比较，90W半桥谐振适配器在效率方面有着明显的优势，并在待机功耗等其他方面表现优良。 关键词：LLC, 半桥谐振电路, MOSFET, 软开关 上海交通大学工程硕士学位论文 ABSTRACT Design and Application of LLC Half bridge Resonant Circuit ABSTRACT Modern switching power demands power supply with high power density, smooth EMI signal, and high efficiency, less external components. Although there are variable DC-DC topology in this field, LLC half bridge resonant circuit has unique advantages because of its ZVS (Zero Voltage Switching) feature. As for other normal resonant circuit, LLC resonant circuit has lots of virtue. Firstly, LLC resonant circuit is able to adjust output when input voltage and output load change in wide range. Meanwhile its switching frequency has little change compares to other normal resonant circuit. Secondly, LLC resonant circuit is able to achieve ZVS within whole operation range. Las