串聯(lián)諧振研究與設計
發(fā)布時(shí)間:2020-07-01 16:29:00
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華意電力是一家專(zhuān)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)串聯(lián)諧振的廠(chǎng)家,本公司生產(chǎn)的串聯(lián)諧振設備在行業(yè)內都廣受好評,以打造最具權威的“串聯(lián)諧振“高壓設備供應商而努力。
半橋諧振變換器介紹
在 DC/DC 變換器設計中,希望設計尺寸越來(lái)越小,功率密度越來(lái)越大,這需要提高開(kāi)關(guān)管的工作頻率,開(kāi)關(guān)頻率高可以使電感、變壓器等功率器件的體積變小,但是開(kāi)關(guān)損耗會(huì )增大,這將會(huì )導致系統效率降低,開(kāi)關(guān)管的壽命、可靠性下降。通過(guò)諧振技術(shù)可以實(shí)現非常低的開(kāi)關(guān)損耗。
半橋串聯(lián)諧振
如圖 3-1 所示,諧振腔由諧振電感同諧振電容組成,其阻抗隨著(zhù)工作頻率改變而不同。在輸入電壓保持不變時(shí),輸出電壓隨著(zhù)諧振腔阻抗值的增大而減少。在輸入為諧振頻率時(shí),諧振腔阻值最小為零,此時(shí)直流增益最大。當工作頻率大于諧振頻率時(shí),有電流流過(guò)開(kāi)關(guān)管的體二極管,開(kāi)關(guān)管具有零電壓關(guān)斷條件。在負載為輕載時(shí),開(kāi)關(guān)頻率必須要變化很大才可以保持輸出電壓恒定。當輸入電壓增大時(shí),為保證輸出電壓不變,開(kāi)關(guān)頻率也會(huì )增大。
輸入電壓增加時(shí),變換器的工作頻率逐漸偏離諧振頻率,隨著(zhù)頻率的增加,會(huì )有更多的能量在諧振腔中循環(huán),這里循環(huán)能量定義為在開(kāi)關(guān)周期內,送回電源端的能量。這個(gè)能量越大,損耗更大。
半橋并聯(lián)諧振
從圖 3-2 中可以看出半橋并聯(lián)諧振的負載與諧振電容并聯(lián),同時(shí)二次側增加了一個(gè)匹配阻抗的電感。并聯(lián)諧振的直流特性分析可以知道開(kāi)關(guān)頻率大于諧振頻率時(shí),實(shí)現MOS管的零電壓開(kāi)通。在輕載和輸出電壓恒定時(shí),開(kāi)關(guān)頻率變化范圍小。隨著(zhù)輸入電壓逐漸變大,開(kāi)關(guān)頻率需要增大以保證輸出電壓恒定。并聯(lián)諧振因為負載與諧振電容并聯(lián),由于串聯(lián)等效電阻的存在,即使在輕載的情況下,諧振腔里循環(huán)能量仍然不小,造成比較大的損耗,當輸入電壓高時(shí),開(kāi)關(guān)管的關(guān)斷電流會(huì )很大。
LLC串聯(lián)諧振
根據前面分析可知串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振有明顯的缺點(diǎn),而 LLC 串聯(lián)諧振克服了傳統諧振電路缺陷。如圖 3-3 所示 LLC 串聯(lián)諧振主要由開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò )、諧振槽和整流部分等組成。LLC 串聯(lián)諧振在輕載或空載下,工作頻率變化范圍很小,LLC 串聯(lián)諧振可以實(shí)現開(kāi)關(guān)管零電壓開(kāi)通(ZVS)和整流管零電流關(guān)斷。從本質(zhì)看 LLC 串聯(lián)諧振是擁有兩個(gè)諧振點(diǎn)的串聯(lián)諧振。