LLC串连谐振半桥变换器在LCD TV电源中的应用

此文是09年评工程师职称写的论文，也是自己实际开发的项目，论文是自己花了大量时间写的。

LLC串连谐振半桥变换器在LCD TV电源中的应用

摘要  介绍了LLC串连谐振半桥变换器的工作原理，以及在LCD TV电源中的应用实例，总结了LLC串联谐振半桥变换器电路的设计要点及优缺点。

关键词 LLC串连谐振半桥变换器；ZVS；效率；EMI；交调

 

1．引言

液晶电视(LCD TV)由于其高分辨率的画面和薄型化的结构受到广大用户的欢迎，并且其价格不断下降，使它正逐步取代传统的显象管(CRT)电视。但由于LCD TV薄型化的需要，对其内置电源提出了比较高的要求：效率高、体积小、干扰小，特别是对于大尺寸(42寸及以上)的LCD TV，功率大，用传统的反激或正激电路要同时满足这些要求是比较吃力的。LLC串连谐振半桥变换器因其开关管工作在零电压开关(ZVS)模式下，电路效率高，电磁干扰(EMI)小，因此特别适合应用在LCDTV电源中。另外，LCD TV电源一般为多路输出，而LLC电路的多路输出负载交叉调整(交调)特性要明显优于正激、反激等电路，因此优异的交调特性也是在LCD TV电源中应用LLC电路的实用优点之一。

 

2．系统结构

LCD TV电源的系统框图如图1所示，主要由EMI滤波模块、整流模块、PFC模块、DC/DC(隔离)变换模块和待机电源(隔离)模块组成，本文所要介绍的LLC串连谐振半桥变换器就是应用在DC/DC(隔离)变换模块电路部分的。

图1  LCD TV电源系统框图

 

LLC电路在此实现的功能是将PFC电路输出的400V直流电压转换为24V、12V、5.5V直流电压，并且满足输入、输出间安全隔离的要求，此电路的电路结构图如图2所示（为了方便电路原理的分析，此电路结构图为单路电压输出结构）

图2  LC电路结构图

 

图中Vin为输入电压，Vout为输出电压，Q1、Q2为半桥电路的开关管，Lr、Lm和Cr组成LLC谐振电路，变压器次级经全波整流、滤波后获得直流输出电压。

 

3．工作原理

3.1  工作波形分析

LLC电路的工作电压、电流波形如图3所示。图中I_Lr为I_Lm与I_Np