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感谢各位朋友的支持,这是小编的第22篇原创贴。如果您恰好也对LLC谐振变换器感兴趣,希望对你有帮助,也欢迎一起交流讨论。
《全桥LLC电路时域模型及其分析》一文中针对LLC谐振变换器FHA方法参数设计精度不高问题展开研究,提出了时域模型分析方法。
根据时域分析法,我对不对称半桥LLC变换器进行建模分析。分析结果在这里和大家一起交流,希望对有兴趣的朋友有所帮助,也欢迎各位朋友一起参与讨论。
不对称半桥LLC拓扑如图1所示。目前大多数参考文献基本采用FHA法、扩展函数法、以及状态空间法进行建模,也有一些文献提到了时域分析法。
图1 不对称半桥LLC电路
虽然FHA法忽略了高次谐波分量,在远离谐振频率处的误差明显变大,但确实也是一种容易理解和实用的工程方法,它可以有效指导谐振参数的设计。
在查阅相关文献时,发现一篇讲全桥LLC时域分析方法。时域方法考虑了一个周期内所有由原边传输到副边的能量。看着时域公式很是复杂,主要是微分积分计算,其实借用软件进行分析,这个方法也不是很麻烦,只要资料整理完整,对于不同的电源指标,分析方法通用。
LLC的工作原理已经讲的很多了,前面LLC专题我也有详细讲述,这里就不再赘述。LLC工作频率可以划分两个区域,即:区域1,开关频率小于谐振频率,fs<fr;区域2,开关频率大于谐振频率,fs>fr。
区域1的工作波形如图2所示。
(a) 半桥仿真波形
(b) 全桥原理波形
图2 区域1工作波形
一个工作周期内负半周与正半周工作原理相似,这里以正半周为例进行分析。以t0时刻为起始点,正半周分为两个工作阶段,即:t0~t1,t1~t2,等效电路如图3所示。
(a) t0~t1 (b) t1~t2
图3 等效电路图
根据图3a等效电路可以计算电感电流时域表达式
图3a根据KVL可得电容Cr两端电压表达式
图3b等效电路的分析方法相同。根据边界条件联立方程组借助maple软件fslove函数求解。
最后就可以绘制出时域下的增益曲线,如图4所示。
图4 FHA与时域方程增益曲线对比
图4中,可以看出在谐振点附近两种方法增益曲线十分接近,远离谐振频率点后,FHA法的增益曲线误差明显增大,所以时域分析法的精度高于FHA法,但时域分析法明显比FHA法复杂。
欢迎各位工程师朋友提出您们的宝贵意见。
参考文献
[1] 王志刚,等.全桥LLC电路时域模型及其分析[J].电力系统自动化,2018,42(20):138-143+164.