MOSFET寄生参数对LLC谐振变换器性能影响研究
2021年电子技术应用第1期
沈 华，甄昊涵，童 涛，沈培刚，陈海敏，陈圣泽
国网上海市电力公司电力科学研究院，上海200090
摘要： 针对MOSFET寄生参数对LLC谐振电路性能的影响，首先对MOSFET的寄生电容进行等效分析，基于该等效模型，分析在LLC谐振变换电路中，寄生参数的存在对电路各个阶段过程的影响；接着对由于寄生参数引起的非线性特征，基于Angelov模型进行建模，并对该模型在直流电路中的影响进行分析。最后在MATLAB下建立了LLC谐振电路模型，在仿真模型中考虑了寄生参数的影响。仿真结果表明，建立的等效模型可以较好地反映MOSFET器件的工作特点；同时，由于寄生参数的存在，LLC谐振电路的输出增益和谐振频率都会受到影响，其中尤以对谐振频率的影响较大。
中图分类号： TN386
文献标识码： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200552
中文引用格式： 沈华，甄昊涵，童涛，等. MOSFET寄生参数对LLC谐振变换器性能影响研究[J].电子技术应用，2021，47(1)：41-45.
文献标识码： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200552
中文引用格式： 沈华，甄昊涵，童涛，等. MOSFET寄生参数对LLC谐振变换器性能影响研究[J].电子技术应用，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
随着电力电子技术的发展，对电子元器件自身造成的损耗要求越来越严格，人们期望通过技术的改变，大幅降低开关器件的功耗，达到节约能源，提升控制精度的目的。近年来，开关电源作为电力电子的一个重要应用方向，其频率日益高频化。然而，开关速度的提高，使某些在低频下能够忽略的寄生参数，如印制电路板的布线、器件封装形式导致的寄生电感以及开关器件的寄生电容，它们在高频的工作环境下，容易形成振荡[1]，给应用电路带来过高的电压和电流，增加了器件损坏的风险[2-3]。
为此,许多学者对于开关器件的寄生参数问题开展了大量研究工作。如文献[4-5]针对MOSFET开关器件的Miller电容的非线性问题进行了研究，得出了影响Miller电容非线性特性的一些因素和数学模型；文献[6]研究了MOSFET寄生参数(电感、电容、电阻)对MOSFET开关器件开关性能的影响，对理论分析和实验结果进行了对比分析；文献[7]分别研究了栅极、漏源级回路中的寄生电感对开关器件的影响以及开关损耗的分析。
基于前人所做工作，本文以LLC谐振变换器作为研究对象，研究MOSFET寄生参数对电路性能的影响。
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作者信息:
沈 华，甄昊涵，童 涛，沈培刚，陈海敏，陈圣泽
(国网上海市电力公司电力科学研究院，上海200090)
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