开关管关断损耗是三电平LLC谐振变换器高频工况下的主要损耗,是一个与谐振电感Lr、谐振电容Cr、励磁电感Lm以及电压增益Gv密切关联的变量.首先用时域分析法,建立了开关管关断电流Ioff与电感比k、归一化频率fn和品质因数Q之间的解析函数;并结合开关管关断过程特点,建立了关断损耗Psw-off与[k,fn,Q]之间的解析函数.然后构建出[Ioff,k,fn,Q]和[Psw-off,k,fn,Q]2个四维图形,分析参数之间的规律.在此基础上,推导了在电压增益的需求和开关管零电压导通的实现2个约束条件下来优化Psw-off的[k,fn,Q]参数取值空间,进而采用粒子群优化算法求解关断损耗优化下的[k,fn,Q]值.最后设计了一个200V输入、130V输出、负载电阻48.4Ω、额定功率350W的实验样机,并对比分析了所提方法与降低谐振电流有效值来减少导通损耗的传统优化方法分别在满载与半载条件下的关断损耗,证明了所提优化方法在降低开关管关断损耗、提高变换器效率方面效果明显.
三电平LLC谐振变换器 关断损耗 优化设计 时域分析 粒子群优化算法