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MOSFET寄生參數(shù)對(duì)LLC諧振變換器性能影響研究

2021年電子技術(shù)應(yīng)用第1期

沈華，甄昊涵，童濤，沈培剛，陳海敏，陳圣澤

國(guó)網(wǎng)上海市電力公司電力科學(xué)研究院，上海200090

摘要： 針對(duì)MOSFET寄生參數(shù)對(duì)LLC諧振電路性能的影響，首先對(duì)MOSFET的寄生電容進(jìn)行等效分析，基于該等效模型，分析在LLC諧振變換電路中，寄生參數(shù)的存在對(duì)電路各個(gè)階段過(guò)程的影響；接著對(duì)由于寄生參數(shù)引起的非線性特征，基于Angelov模型進(jìn)行建模，并對(duì)該模型在直流電路中的影響進(jìn)行分析。最后在MATLAB下建立了LLC諧振電路模型，在仿真模型中考慮了寄生參數(shù)的影響。仿真結(jié)果表明，建立的等效模型可以較好地反映MOSFET器件的工作特點(diǎn)；同時(shí)，由于寄生參數(shù)的存在，LLC諧振電路的輸出增益和諧振頻率都會(huì)受到影響，其中尤以對(duì)諧振頻率的影響較大。

關(guān)鍵詞： 寄生參數(shù) LLC諧振電路 Angelov模型輸出增益諧振頻率

中圖分類號(hào)： TN386
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200552
中文引用格式： 沈華，甄昊涵，童濤，等. MOSFET寄生參數(shù)對(duì)LLC諧振變換器性能影響研究[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2021，47(1)：41-45.

Influence of MOSFET parasitic parameters on LLC resonant converter performance

Shen Hua，Zhen Haohan，Tong Tao，Shen Peigang，Chen Haimin，Chen Shengze

Institute of Electric Power Science，State Grid Shanghai Electric Power Company，Shanghai 200090，China

Abstract： For the influence of the parasitic parameters of MOSFET on the performance of LLC resonant circuit, the equivalent analysis of the parasitic capacitance of MOSFET is first carried out. Based on this equivalent model, in the LLC resonant conversion circuit, due to the existence of parasitic parameters, the impact of each stage of the circuit is analyzed. Then, the nonlinear characteristics caused by parasitic parameters are modeled based on the Angelov model, and the impact of the model on the DC circuit is analyzed. Finally, the LLC resonant circuit model is established under MATLAB, and the influence of parasitic parameters is considered in the simulation model. The simulation results show that the equivalent model established in this article can better reflect the operating characteristics of the MOSFET device; at the same time, due to the presence of parasitic parameters, the output gain and resonance frequency of the LLC resonant circuit will be affected, especially the resonance frequency Greater impact.

Key words : parasitic parameters；LLC resonant circuit；Angelov model；output gain；resonant frequency

0 引言

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，對(duì)電子元器件自身造成的損耗要求越來(lái)越嚴(yán)格，人們期望通過(guò)技術(shù)的改變，大幅降低開關(guān)器件的功耗，達(dá)到節(jié)約能源，提升控制精度的目的。近年來(lái)，開關(guān)電源作為電力電子的一個(gè)重要應(yīng)用方向，其頻率日益高頻化。然而，開關(guān)速度的提高，使某些在低頻下能夠忽略的寄生參數(shù)，如印制電路板的布線、器件封裝形式導(dǎo)致的寄生電感以及開關(guān)器件的寄生電容，它們?cè)诟哳l的工作環(huán)境下，容易形成振蕩^[1]，給應(yīng)用電路帶來(lái)過(guò)高的電壓和電流，增加了器件損壞的風(fēng)險(xiǎn)^[2-3]。

為此,許多學(xué)者對(duì)于開關(guān)器件的寄生參數(shù)問(wèn)題開展了大量研究工作。如文獻(xiàn)[4-5]針對(duì)MOSFET開關(guān)器件的Miller電容的非線性問(wèn)題進(jìn)行了研究，得出了影響Miller電容非線性特性的一些因素和數(shù)學(xué)模型；文獻(xiàn)[6]研究了MOSFET寄生參數(shù)(電感、電容、電阻)對(duì)MOSFET開關(guān)器件開關(guān)性能的影響，對(duì)理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析；文獻(xiàn)[7]分別研究了柵極、漏源級(jí)回路中的寄生電感對(duì)開關(guān)器件的影響以及開關(guān)損耗的分析。

基于前人所做工作，本文以LLC諧振變換器作為研究對(duì)象，研究MOSFET寄生參數(shù)對(duì)電路性能的影響。

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作者信息:

沈華，甄昊涵，童濤，沈培剛，陳海敏，陳圣澤

(國(guó)網(wǎng)上海市電力公司電力科學(xué)研究院，上海200090)

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