关于LLC谐振变换器的讨论

可以先列出已有的谐振电路结构嘛?谢谢!!

可以附上原理圖嗎
?

好久没见你来了.欢迎讨论.

Lp的作用及如何磁解耦

1.若發生諧振電流非對稱時會有什麼影響
2.何時會發生諧振電流非對稱(非正弦波或其他)?

电路工作的2个阶段如下:


1)传输能量时段

此阶段LrCr中流过正弦形电流,这个电流比Lp中的斜坡电流大时,
多余部分无处可去,只好传送到低阻抗的次边,将整流二极管开通,
变压器此时是“透明的”,所以原边电压是次边输出电压的反射电压.
于是Lp电流是线性增加的.

当LrCr电流谐振过正弦峰顶后数值逐渐开始下降,而Lp电流却
越来越大,此消彼长之下,二者终于相等.这时候没有多余电流
可以通过变压器传送到次边,原、次边脱离,传输能量阶段结束.
可以想象,由于这个阶段是LrCr主导,所以传输能量的时间大致
是LrCr的半个谐振周期1/SQRT(Lr*Cr).


2) 续流阶段

原、次边脱离后,LrCr与Lp三者形成一个整体,电流以一个
相对缓慢的速率下降,由于Lp一般数值较大,所以其实这个谐振回路
感性成分很大,近似恒流源性质,这有助于在下半个周期开关管
换流时实现ZVS.

不论如何,这两个阶段加起来的时间不会比LrCrLp三者的半谐振周期时间长,
因为毕竟传输能量时段是LrCr主导.所以LLC设计的频率变化范围就在
LrCr谐振频率和LrCrLp谐振频率之间.


80年代末研究的LLC实际是工作于LrCr频率之上,实际与现在讨论的电路
大大不同.那个频段LLC相当地接近一个简单的串联谐振回路.500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/39/1143645627.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">

Lp的作用非常的关键.


1)在传送能量时期(假设称为Ta)的后半阶段储存能量,并在下半个Ta的开始阶段释放能量.
   (这个看起来有点费解,好象如此能量交换没有太大意思?)

2)无功续流阶段(假设叫做Tb)增强整个谐振回路的感性分量,有利于ZVS实现.

一个问题是:

LLC谐振回路是如何实现大于1的电压增益呢?因为普通串联谐振是不可能“升压”的.

多了一个Lp电感就实现了这个.

单从LLC的频率响应图上看起来是理所当然的,可是这里面的物理层面的原因并不是非常明显.

大家讨论下这个关键问题吧.

上个老的图,关于LLC的频响图.
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/39/1143646814.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">

呵呵 你好,好久不见了.

最近是懒得不行,忙是借口:).

多交流联系!

物理意义就是励磁电流使电容电压发生变化,开关频率越低于LrCr的谐振频率时,续流越长,电容电压变化越大.例如:上管导通时,过了谐振后,Lp,Lr,Cr的谐振电流继续给Cr充电,使Cr的电压远大于1/2Vin,使输出电压稳定,从Vo/Vin看就升压了.

Lr、Cr回路在不同频率下的等效元件:

500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/39/1143693337.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">


所以,在不同开关频率下LLC的等效电路分别是:

500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/39/1143692583.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">


1) 2)图对应于频率响应图的C区.可见Leq和Lp组成了一个
分压器,所以在负载电阻处获得的电压永远不会超过输入电压,
与串联谐振情形相似.

3)图的等效实际是一个并联谐振电路的另一种形式,
因为这个区间是实际要用到的区间,下面再详细讨论这个回路.

一个很重要的结论是:在我们感兴趣的频率范围内,
LLC谐振实际是一种 并联谐振.

該圖形是否可以由諧振電流去量測

第七帖圖形是否可透過諧振電流的量測去證實呢?

1.從第九帖Lp=4Lr如何推導出來?
2.負載不變下那Lm與Lr取越大,Cr不變,即Q值變大對整體電源會有什  麼影響?

呵呵是这样.
而且实际上Lp的能量最后是传送至次边的,有个“泵升”作用.

不见得就一定是4倍,和设计有关.
4倍附近比较折中了.

变压器不开气隙,外加储能电感去测量可以.

请问外加电感 和 变压器加气隙 电路上有什么特性的区别?

特性上面應該一樣,變壓器加氣隙可以用漏感替代Lr,但是普通的變壓器做不到那麼大的漏感.還有漏感會影響次級二極管的反向壓降.

那在初级并 和在 次级并 又有什么不同呢?

沒明白你說的並是什麼意思

我是说,那个外加电感加在初级,和加在次级有什么不同

Lm与Lr取越大,Cr不变,Q值会变大,请教这个依据是什么呢,我从资料上看Q值在其它参数不变时与Lr成正比,但没有与Lm有什么关系,那么Lm也会影响Q值吗?
另外,在调试中发现,谐振参数不合理时,谐振电流波形会发生低频振荡,我不知道这是怎么形成的,能告知吗?
谢谢!

外加的電感其實是串在電路中的,半橋的一般都是加在初級,全橋的印象中有加在次級的,沒有做過,不好說.

特性上并无区分,但实现上有时
不想变压器开那么大气隙,一个是EMI的缘故,
一个是激磁电流太大导致的损耗和发热的缘故.
不过增加一个电感也是很罗嗦的,所以这个就要权衡了.

外加电感在初次边理论上均可以,但考虑一般次边
为大电流输出,次边的所须感量就小,电流又很大,
感量的一致性以及工艺不是太好控制.

并联谐振的2个结构 :

500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/39/1143718959.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">


由于图里面的谐振频率fr'等效于LLC的Lr、Cr、Lp谐振频率,

所以实际运行频率高于fr',即在虚线右侧.

对于传统的并联谐振电路而言,fr'右侧各条增益曲线
斜率都是负的,也就是说谐振回路不论负载轻重(也就是Q不论高低)
一定是感性的,这样就可确保半导体开关的ZVS始终得以维持.


而对于和LLC等效的的这个并联谐振电路而言,fr' 右侧增益曲线
斜率就有负有正,尤其是重载(Q较小)时临近fr' 附近斜率是正值,
这意味着整个谐振回路呈现容性,半导体开关的ZVS条件被破坏,
而变为ZCS运行,这个一般是不希望的工况.
重载谐振回路呈现容性比较易于理解,因为随着与Lp并联电阻的减小,
Lp被旁路失效,电路蜕变为Ceq与负载串联,所以真个回路为容性.

从上面可以看出,并联谐振的一些缺点同样在LLC上面存在,
比如轻载仍存在的环流,还有是突加负载时失去ZVS的风险.

不过LLC与并联谐振还是不一样的,因为LLC中的LrCr等效为
Ceq后,数值不固定,相当于一个变参数的谐振电路,
频率越低Ceq越大,则谐振回路特性阻抗
越低,Q值增加,而且谐振点也随之减小左移,这都有利于
防止正斜率的过早出现.


实际上,这类变参数的谐振电路通常都可以获得比常参数谐振电路
更好的性能.

...比如一楼的,Lp 是不是也可以并在次级? (等效上可以怎么做,是吧?)  放在两边有什么不同影响呢?

感觉26楼的解释比较合理,不知道兄台对谐振大电流输出有什么看法.加同步整流又比较麻烦,中大攻虑电源大电流输出的也比较多,有时候如何取舍是个头痛的问题

听楼主讲解吧...偶现在只是在理论阶段...