طراحي و پياده‌سازي مبدل رزونانسي LLC نيم‌پل با استفاده از تكنيك FHA

Design and Implementation of Half-Bridge LLC Resonant Converter by FHA Technique

اگرچه مبدل‌هاي رزونانسي LLC داراي سابقه نسبتاً زيادي مي‌باشند، اما اخيراً اين مبدل‌ها مخصوصاً با به كارگيري توپولوژي نيم‌پل از محبوبيت ويژه برخوردار شده‌اند. در بسياري از كاربردها مانند ATX PCها و تلويزيون‌هاي صفحه تخت كه نيازمند راندمان و توانايي انتقال چگالي توان بالايي هستند، استفاده از مبدل رزونانسي LLC نيم‌پل با توجه به معايب بسيار كمي كه دارد، بهترين راه‌حل مي‌باشد. يكي از مشكلات طراحي اين مبدل، پيچيدگي روابط حاكم بر مدار و غيرخطي بودن معادلات است. در اين مقاله از روش FHA به منظور تحليل مدار استفاده شده است، كه با در نظر گرفتن تنها هارمونيك اصلي از بسط فوريه ولتاژ و جريان، روشي مناسب براي به دست آوردن بهره ولتاژ مبدل ارايه مي‌كند. سپس با استفاده از نرم افزار PSpice طراحي انجام شده شبيه‌سازي، و در انتها نتايج عملي مبدل ساخته شده براي توان 75 وات با راندمان حدود 93% آورده شده است. همچنين نتايج شبيه‌سازي تاييد كننده نتايج عملي مي‌باشد.

Although in existence for many years, only recently has the LLC resonant converters, in particular in its half-bridge implementation, gained in the popularity it certainly deserve. The advantages such as high efficiency, low level of EMI emissions, and its ability to achieve high power density are such features that suited for power supply demand of many modern applications such as ATX PCs and flat panel TVs. One of the major difficulties in concern with designing such converter is complex model and non-linear equations that cannot be easily used into a design procedure. So in this paper, design is based on the assumption that input-to-output power transfer is essentially due to the fundamental Fourier series components of currents and voltages. This technique known as First Harmonic Approximation (FHA) and is a proper method to obtain the voltage gain through solving the equivalent ac circuit of the resonant tank. The design simulated by Pspice and finally the experimental results show design procedure base on FHA technique.