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。
中圖分類號： TN386
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200552
中文引用格式： 沈華，甄昊涵，童濤，等. MOSFET寄生參數對LLC諧振變換器性能影響研究[J].電子技術應用，2021，47(1)：41-45.
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200552
中文引用格式： 沈華，甄昊涵，童濤，等. MOSFET寄生參數對LLC諧振變換器性能影響研究[J].電子技術應用，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
隨著電力電子技術的發展，對電子元器件自身造成的損耗要求越來越嚴格，人們期望通過技術的改變，大幅降低開關器件的功耗，達到節約能源，提升控制精度的目的。近年來，開關電源作為電力電子的一個重要應用方向，其頻率日益高頻化。然而，開關速度的提高，使某些在低頻下能夠忽略的寄生參數，如印制電路板的布線、器件封裝形式導致的寄生電感以及開關器件的寄生電容，它們在高頻的工作環境下，容易形成振蕩[1]，給應用電路帶來過高的電壓和電流，增加了器件損壞的風險[2-3]。
為此,許多學者對于開關器件的寄生參數問題開展了大量研究工作。如文獻[4-5]針對MOSFET開關器件的Miller電容的非線性問題進行了研究，得出了影響Miller電容非線性特性的一些因素和數學模型；文獻[6]研究了MOSFET寄生參數(電感、電容、電阻)對MOSFET開關器件開關性能的影響，對理論分析和實驗結果進行了對比分析；文獻[7]分別研究了柵極、漏源級回路中的寄生電感對開關器件的影響以及開關損耗的分析。
基于前人所做工作，本文以LLC諧振變換器作為研究對象，研究MOSFET寄生參數對電路性能的影響。
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作者信息:
沈 華，甄昊涵，童 濤，沈培剛，陳海敏，陳圣澤
(國網上海市電力公司電力科學研究院，上海200090)
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