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如何分析串联谐振充电电路?
2021-09-04
串联谐振充电电路的动态工作状态是由电路的固有频率f0和开关管的工作频率fS之间的关系决定的,根据工作频率fS和固有频率f0的关系,可以决定电路中的谐振电流是连续的还是断续的,实验中谐振电容为0.4F,谐振电感为18H,根据公式可算出该电路的固有谐振频率f0=1/2πꇌLC=59kHz,下面根据不同的工作频率时的不同电流波形进行说明,当开关元件的工作频率小于谐振频率的一半(fS<f0/2)时,实验中工作频率为22.73kHz。

注:ch2为串联谐振电路中开关管的触发脉冲

 

ch1为串联谐振时谐振电流波形

 

t0时刻,开关管S1闭合,串联谐振电路中的谐振电流iL(t)由零开始,在t1时刻,谐振电流iL(t)过零,此时快速恢复二极管D1导通,电流反向并逐渐减小,后在t2时刻趋于零(开关管S1在这一过程中停止工作),由于fSf0/2)时,串联谐振电路中的谐振电流iL(t)时连续的,实验中的工作频率为36.23kHz。

 

注:ch2为串联谐振电路中开关管的触发脉冲

 

ch1为串联谐振时谐振电流波形

 

我们可以看出在fS>f0/2时,开关管S1和S2都是在零电流下关断的,但不是在零电流状态下开通的,对开关管来说很不利。

 

当开关元件的工作频率近似等于谐振频率的一半(fS=f0/2)时,实验中工作频率为29.76kHz。

 

注:ch2为串联谐振电路中开关管的触发脉冲

 

ch1为串联谐振时谐振电流波形

 

可以看出此状态为一种临界状态.

 

由于LC串联谐振型逆变器作为充电电路具有恒流源充电效率高的特点,已广泛应用在激光电源充电电路中,本文主要对串联谐振电路进行了动态分析,结合实际测得的波形可以看出:当电路工作在fS<f0/2时,做到了零流开关,对开关管来说是有利的,在开关元件的工作频率小于谐振频率的一半(fS<f0/2)时半桥式串联谐振充电电路中充电电容C3的放电、充电时的取样波形。

 

可以看出,串联谐振式充电电路的充电波形呈线性,这样可以达到较高的充电效率。

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