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正文內(nèi)容

半橋llc諧振轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)技巧與解決方案(編輯修改稿)

2025-05-19 23:10 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 開關(guān)(ZCS)條件下關(guān)閉,LLK就沒有能量。對(duì)于半橋LLC而言,次級(jí)二極管始終處于關(guān)閉狀態(tài)。諧振電感Ls和勵(lì)磁電感Lm不會(huì)象分立諧振回路解決方案那樣一起參與諧振。  集成儲(chǔ)能電路解決方案也能夠定義兩種諧振頻率:Fs和Fmin。其中,  這種解決方案同樣存在5種工作狀態(tài),分別是:1. 在Fs和Fmin之間;2. 直接在諧振Fs;3. 高于Fs;4. 在Fs和Fmin之間過載;5. 低于Fmin?! “霕騆LC轉(zhuǎn)換器建模和增益特性  LLC轉(zhuǎn)換器可以通過一階基波近似來描述。但只是近似,精度有限。而在Fs頻率附近精度達(dá)到最高。  等效電路的傳遞函數(shù)為:  這其中,Z1和Z2與頻率有關(guān),由此可知LLC轉(zhuǎn)換器的行為特性類似于與頻率有關(guān)的分頻器,負(fù)載越高,勵(lì)磁電感Lm所受到的由交流電阻Rac產(chǎn)生的鉗位作用就越大。這樣一來,LLC儲(chǔ)能電路的諧振頻率就在Fs和Fmin之間變化。在使用基波近似時(shí),實(shí)際的負(fù)載電阻必須修改,因?yàn)閷?shí)際的諧振回路是由方波電壓驅(qū)動(dòng)的?! ∠鄳?yīng)地,轉(zhuǎn)換器的品質(zhì)因數(shù)為:  串聯(lián)諧振頻率Fs和最小諧振頻率Fmin分別為:  圖3:LLC轉(zhuǎn)換器的近似等效電路。  圖4:標(biāo)準(zhǔn)化增益特性(區(qū)域1和區(qū)域2為ZVS工作區(qū)域,區(qū)域3為ZCS工作區(qū)域)?! LC轉(zhuǎn)換器所需要的工作區(qū)域是增益曲線的右側(cè)區(qū)域(其中的負(fù)斜率意味著初級(jí)MOSFET工作在零電壓開關(guān)ZVS模式下)。當(dāng)LLC轉(zhuǎn)換器工作在fs=1(對(duì)于分立諧振回路解決方案而言)的狀態(tài)下時(shí),它的增益由變壓器的匝數(shù)比來給定。從效率和EMI的角度來講,這個(gè)工作點(diǎn)最具吸引力,因?yàn)檎页跫?jí)電流、MOSFET和次級(jí)二極管都得到優(yōu)化利用。該工作點(diǎn)只能在特定的工作電壓和負(fù)載條件下達(dá)到(通常是在滿載和額定Vbulk電壓時(shí))。  增益特性曲線的波形及所需的工作頻率范圍由如下參數(shù)來確定:Lm/Ls比(即k)、諧振回路的特征阻抗、負(fù)載值和變壓器的匝數(shù)比??梢允褂肞Spice、Icap4等任意仿真軟件來進(jìn)行基波近似和AC仿真?! D5:分立(a)和集成(b)諧振回路解決方案的仿真原理圖?! ?duì)于LLC諧振轉(zhuǎn)換器而言,滿載時(shí)品質(zhì)因數(shù)Q和Lm/Ls比k這兩個(gè)因數(shù)的恰當(dāng)選擇是其設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。這方面的選擇將影響到如下轉(zhuǎn)換器特性:  1. 輸出電壓穩(wěn)壓所需的工作頻率范圍;  2. 線路和負(fù)載穩(wěn)壓范圍;  3. 諧振回路中循環(huán)能量的大小;
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