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llc调频调宽控制环路如何切换,浅谈LLC电路的调频模式

发布时间:2023-10-03 18:40:22编辑:温柔的背包来源:

很多朋友对llc调频调宽控制环路如何切换,浅谈LLC电路的调频模式不是很了解,每日小编刚好整理了这方面的知识,今天就来带大家一探究竟。

llc调频调宽控制环路如何切换,浅谈LLC电路的调频模式

关于LLC电路的介绍,我们简单说明一下基本的电路拓扑和欠谐振三种工作状态:欠谐振、准谐振和过谐振。今天,我们来谈谈调频模式下的LLC电路。1LLC电路调频方式下图为LLC谐振网络示意图:

出于分析目的,我们认为变压器传输所有交流电压和电流,其开关频率对应于标准正弦变化。同时,为了分析方便,我们忽略死区的作用,即认为其输入电压约为vin/2本振波,变压器的输出电压和电流同相。根据我们前面的分析,三电平电压vPQ、谐振电流ir和变压器输出vr-o2、ir-o2输入到谐振腔中,通过傅立叶分解:

根据谐振电流可以得到DC源的平均输入电流,如下:根据有功功率平衡,半桥三电平LLC的输入功率可以表示为:根据等效平均输出电流原理,我们可以得到输出负载上的平均值:从整流网络的角度来看,它相当于纯阻性负载所以用变压器副边的电压除以电流,就可以得到副边的等效电阻,折射到变压器原边得到如下公式:

我们可以将谐振腔转换成标准的正弦交流电压,然后通过LLC将功率传输到等效的交流阻性负载。即把非线性电路简化为线性电路,根据上式唯一确定交流参数和DC参数的关系,这样我们就可以得到一个简化的电路模型:谐振腔的DC电压增益可以得到如下:输入阻抗的传递函数为:

为了分析LLC电路的输出与频率的关系,需要对谐振腔的简化模型进行频域分析,得到输出电压与输入电压的关系方程如下:将s=jws代入上式,取归一化频率:fn=fs/fr1,电感比:k=Lr/Lm,特性阻抗:z= (lr/Cr)=2 fr1lr=1/(。

我们知道影响输出电压的主要参数是N、K、q,为了分析各个变量与输出电压的关系,在分析一个参数的频率特性时,需要固定另一个参数。2电感比对增益的影响当匝数比n和品质因数q固定时,不同电感对应的增益曲线如下:我可以看到上面曲线的一些特征:

fn=1时增益曲线的增益均为1,说明电路处于准谐振状态,不受负载影响,是其理想的工作状态。增益曲线上有一个最大值点,这里的频率是第二谐振频率,它决定了电路的最大输出电压。曲线被两个共振点分成三个工作区,即两个单调区间(低频和高频)。在…之中

容性区在第二谐振点以下,谐振腔输入电流超前于电压,无法实现软开关,斜率较陡,一般不使用;第一谐振点以上的区域是不能实现ZCS的区域,增益小于1,因为这里频率高,运行中没有第二谐振过程;理想的工作区域介于两者之间,既能实现ZVS,又能实现零电流开关,保证电路的高效运行。

综上所述,我们可以知道,电感比k越小,最大增益越小,在最低电压输入时可能达不到预期输出;同时,曲线变化越慢,电压增益对频率越不敏感。另外,励磁电感的相对增加也使得第二谐振频率点降低,在相同的输入输出电压条件下,频率变化范围会变宽,不利于磁性元件的设计和正常工作。

因此,在期望的输出电压和工作频率范围内,电感比越大越好。

但当电感较大时,意味着激励电感越小,相同电压下的峰值电流越大。根据电感储能公式(p=0.5 lmillim)可知,当输出功率一定时,励磁电感上的峰值电流越大,励磁电感上的损耗就越大。初级开关管关断时的电流为励磁电流,会使关断损耗变大;但峰值电流太小,可能会影响零电压的开启。3品质因素对增益的影响

当匝数比n和电感比固定时,对应不同品质因数的增益曲线如下:

从曲线可以看出,q值决定了输出电压的预期范围,即q值越小,最大增益越大,曲线越陡,频率范围越窄,特性越好。但当负载固定时,过小的Q值会带来较小的谐振电感,而且由于电感比固定,激励电感也较小,不利于电路的高效运行。一般情况下,输出电压更容易满足要求,所以在满足ZVS的条件下,应选择较大的Q值。以下是两个特殊的q值:

开路特性也叫空载特性(Q=0),此时的电压增益可以用GAC=1/| 1k-k/fn |表示,在高频单调区间内通过提高频率仍能稳定电压;此外,开路电压增益存在一个极限最小值。在实际设计中,要注意最小增益要大于这个值,这样才能保证电路空载时能稳定运行在较高的工作频率。

短路特性(Q),归一化的输出电流可以通过反归一化谐振腔负载得到。短路时输出负载为零,所以归一化输出负载也为零,短路电流可以简化为如下公式:从短路电流与频率的关系来看,通过限制电路的最大工作频率可以达到限制短路电流的目的。

以上知识分享希望能够帮助到大家!