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【我已收藏】很完整的LLC谐振半桥电路分析与计算

来源:www.zuowenzhai.com    作者:编辑   日期:2024-06-09
在现代开关电源设计中, LLC谐振半桥电路凭借其独特的技术优势脱颖而出。它摒弃了传统磁性元件的高损耗,通过ZVS(零电压开关)和ZCS(零电流开关)技术实现了高效节能。其核心原理是利用串联谐振电路在电流和电压过零点时消除开关损耗,实现变频控制与固定50%占空比,确保低恢复损耗和高效率。

深入研究FHA电路模型,我们发现输入和输出电压的基频分量以及电压增益M与关键参数fn(工作频率)、λ(品质因数)和Q紧密相关。通过调整fn,我们能够精确控制电压增益,从而稳定输出电压。在大功率应用场景中,PFC电路的存在使得LLC电路对输入电压波动的适应性增强,工作电压范围受其影响较小,设计时需兼顾宽负载变化的挑战。

关键设计要点在于:在给定的输入电压和负载条件下,Mmin与fmax、Mmax与fmin的选择至关重要。λ的增大会提升空载谐振频率,但对空载增益特性产生负面影响,而最大增益会相应增加。归一化阻抗Zn的分析揭示了不同工作区域,特别在λ=0.2时的曲线簇提供了深入理解。

LLC谐振变换器的临界频率fz受λ和Q的影响,区分了感性与容性负载区域,而fn则决定了这一切换点。为了实现ZVS,电容Coss和Cstray的选择以及ZVS的充分条件Izvs是必须满足的。半桥MOSFET的ZVS相位判定与Qmax的选择息息相关,确保最大输出功率的同时,避免ZVS条件的不满足。

在实际验证过程中,必须确保Qmax(最大输出功率,最小输入电压)的计算满足输入阻抗非零相位的要求,以避免ZVS条件失效。同时,需考虑空载和最大输入电压下的Qzvs2,满载时需增加这一约束。在空载状态下,Q值趋于零,品质因数的确定至关重要。

为了实现ZVS工作,Qmax应小于Qzvs1和Qzvs2的最小值。在过载和短路情况下,电路工作点必须位于感性区域,防止MOSFET硬开关和设备损坏,同时要限制最小工作频率以避免进入容性区域,以确保峰值功率管理和有效的热管理。

LLC谐振半桥电路的磁集成优势显著,APR模型(磁耦合简化模型)有效地处理漏电感问题。在设计过程中,需结合物理模型和等效模型,通过确定Lr(主磁通电感)、Lm(互感电感)和n(磁路对称系数)三个关键参数,来满足一系列设计规格,如输入电压范围、输出电压和谐振频率,同时遵循工作电压范围、自动调节和ZVS区域等准则,通过10个计算步骤得出最终的变压器圈比、增益、频率等参数,进而选定元件值,如Lr、Lm和电容Cr,以实现高效且稳定的电路性能。


19119964682【我已收藏】很完整的LLC谐振半桥电路分析与计算
阙缪花答:在现代开关电源设计中, LLC谐振半桥电路凭借其独特的技术优势脱颖而出。它摒弃了传统磁性元件的高损耗,通过ZVS(零电压开关)和ZCS(零电流开关)技术实现了高效节能。其核心原理是利用串联谐振电路在电流和电压过零点时消除开关损耗,实现变频控制与固定50%占空比,确保低恢复损耗和高效率。深入研究FHA电路...

19119964682【我已收藏】很完整的LLC谐振半桥电路分析与计算
阙缪花答:在现代开关电源设计的追求中,磁性元件的传统滤波方式正逐渐被软开关技术所取代。其中,LLC谐振半桥电路以其独特优势脱颖而出。它巧妙地利用电感与电容的串联,实现了电流和电压的正弦波变化,显著降低了开关器件在零电压和电流时刻的损耗,即ZVS和ZCS技术。LLC电路的核心特性包括变频控制、固定的50%占空比、...

19119964682llc半桥谐振原理是什么
阙缪花答:llc半桥谐振原理LLC(Linked-Inductor-Capacitor)半桥谐振原理指的是在一种电力变换器中,通过连接电感和电容来调节输出电压和频率的方法。LLC半桥变换器的工作原理是,首先将输入电压转换为高频交流电压,然后通过一个称为半桥的结构来调整输出电压的幅值和相位,最后再通过电感和电容来进行谐振,从而将高频交流...

19119964682请教LLC半桥谐振电路的工作原理
阙缪花答:1、半桥逆变电路的等效电路:2、半桥逆变电路的工作原理:上图中,A、B分别为两个半桥中点,uAB是它们之间的电压,R是等效电阻,L为扼流电感,LC构成串联谐振电路,将uAB的方波输入转变为C两端的近似正弦波,完成了逆变过程。3、典型电子日光灯电路中的应用:图中L2、C6、RLA,就是半桥逆变电路,灯管等...

19119964682这么完整的LLC原理讲解,不被分享出来可惜了!
阙缪花答:在LLC电路中,我们看到如下的工作原理:当直流母线电压Vin通过主开关MOS管S1和S2(其中包含二极管和电容)驱动,形成方波电压。谐振电容Cr和电感Lr以及励磁电感Lm共同构建了谐振网络,形成一个独特的谐振频率,确保了软开关的实现。要实现ZVS,开关MOS管的电流必须滞后于电压,使得谐振槽路在感性状态下运行。

19119964682PLECS TI C2000嵌入式代码生成 应用范例 6(115):LLC谐振变换器...
阙缪花答:嵌入式智能在DC/DC转换器设计中占据核心地位,尤其是半桥LLC谐振变换器,它凭借ZVS技术展现出卓越的能效和低损耗特性。TI C2000系列MCU,如F28377S和F28379D LaunchPad Development Kit,是这类高效拓扑的理想控制器,通过PLECS软件生成的高效代码进行精准控制。让我们深入探讨一个基于300 W评估模块的实战...

19119964682半桥LLC式开关电源的工作原理是怎样的
阙缪花答:LLC电路,指的是一个电感L,一个电容C,一个变压器L,就是谐振变换器!是通过半桥开关频率的变化来调整输出电压的!电感L和电容C,还有变压器是串联的,当频率变化时,传送到变压器的能量就会发生变化,因为电感和电容的阻抗分别为:wL和1/(wC),二者都与频率有关!根据分压原理,传送到变压器的能量...

19119964682对称半桥llc好处
阙缪花答:好处是输出纹波小、可靠性高、控制方便。1、输出纹波小:对称半桥LLC谐振拓扑具有输出纹波小、电压稳定性好的特点,可以提供稳定的输出电压和电流,适用于对输出质量要求较高的应用场合。2、可靠性高:对称半桥LLC谐振拓扑中的开关管工作在零电流开关状态下,从而减少开关管的损耗,延长开关管的使用寿命,...

19119964682如何在谐振 LLC 半桥中实施同步整流器
阙缪花答:在体二极管开始导通时,该绿色环保整流器控制器会感测到正向压降并接通 FET。在 FET 接通时,控制器继续感测漏-源电压,并在电流降到接近 0 安培时关闭 FET。同步 FET 会保持关断状态直到下个开关周期。通过以这种方式控制同步 FET,该 FET 实质上可作为理想的二极管运行。事实上,这些控制器有时被...

19119964682llc电路工作原理
阙缪花答:电视机、各种电子仪器的电源。在许多中等容量范围内,开关电源逐步取代了相控电源,例如:通信电源领域、电焊机、电镀装置等的电源。开关电源作为一切电子电器设备的心脏,尤其在硬件行业中有着非常重要的地位。在研制高效开关电源,小功率一般用准谐振,中功率用半桥LLC,大功率用全桥LLC或移相全桥。


(编辑:喻毅富)
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