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1.LLC电路可以选择VCS也可以选择ZVS
1.1选择ZCS时#xff0c;开关管与谐振电感串联后#xff0c;与谐振电容并联#xff1a; 1.2选择ZVS时#xff0c;开关管仅仅安装在谐振电…LLC工作模式的分析参考了现代电力电子学电力出版社李永东
1.LLC电路可以选择VCS也可以选择ZVS
1.1选择ZCS时开关管与谐振电感串联后与谐振电容并联 1.2选择ZVS时开关管仅仅安装在谐振电容两端
两种电路等效分析近乎对称下面选择ZVS进行分析。
2.ZVS谐振电路的几个工作阶段 2.1 t0 - t1, VTp开关管关断
初始状态 此时VD关断VTp管关断Io近乎不变地为Uc充电Uc两端电压近乎线性上升结束条件 当谐振电容上的电压达到EVD承受正向压降导通。开始进入LRC谐振状态。
2.2 t1 - t2, VTp开关管关断-联通
初始状态 电路电流 Istart IoUc EVTp管关断此时进入谐振状态 此时电路的电流不断减小到0.能量从电容转移到电感处。结束条件 Uc0VTp导通
2.3 t2-t3, VTp开关管联通 初始状态 电路电流 Istart 0Uc 0VTp管打开此时电源向谐振电感恒压充电 电感电流提升L*di/dt E结束条件 电感流过电流达到IoVD因为失压关断
2.4 t3-t4, VTp开关管联通关断 初始状态 电路电流 Istart IoUc 0VTp管打开VD关断这个状态延续的时间取决于所需要的负载电压 也取决于VTp的开关周期电路工作在PFM模式结束条件 电流其实输出到了Lm上如果Lm上的电流达到所需的负载电压VTp强制关断回到t0.
3.ZVS模式VTp实现0电压导通的条件
关键步骤在2.2步整个电路的核心参数 最小输出电流Io_min谐振频率FrUc必须在VTp导通前降到0即LC谐振电路的阻抗要有一个上限 3.1 由此带来的约束条件 4 谐振电路的容性和感性区段划分与工作频段的约束
4.1 容性与感性区域 上图出自《Understanding LLC Operation(PartII)What to consider in LLC Converter Design》,Tomas Hudson, MPS。容性区和感性区的划分是很显然的
LLC电路中当特定频率的容抗被LcLm对冲完毕还有余量的时候电路就是感性的。
否则电路会表现出容性电路表现出容性的时候增益一定会更小。并且它不仅仅是增益更小还意味着进入不安全的工作区间
4.2 负载的抖动与电路的自然平衡
Figure6中是在平衡条件下的LLC增益假设外设的功率在抖动如果输出功率加大的瞬间谐振电路的频点自动调节来不及响应系统的增益会从所在的频点向下跌落注意此时的系统Q值也确实在增大对应的增益曲线也确实如下图所示从红线蓝线 假定此时的频点在谐振频率Lr,Cr的高频侧这个时候电路的抗冲击能力足够且不会进入容性区。但是假定工作的频点已经落在谐振频点的低频侧这个时候系统已无额外的增益余量可以应对负载波动。
4.3 合适的频点选择
所以合适的工作频段选择需要在LC谐振频点的更外侧并且留出余量。如下图 另外一个问题与电感的特性有关电容不足仅仅是耐压的问题电感不足超过最大磁通电流会升得很高。怎么都会是个问题。
MGMin - MGMax是从输入电压的波动考量的。电压高电路的整体增益只需要MGMin就可以满足。电压低系统需要更大的增益。
5.遗留问题
5.1 的极限是谐振频率吗仅考虑Lr, Cr的频率
5.2 LLC最大增益点是(LrLm, Cr)的第二谐振频率吗虽然我们不会用到它
