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串联谐振电路半功率点频率怎么算
2021-09-20

电容的种类用法不计其数,只在这里列举了两个例子。电容在不同电路中计算方法不同,计算公式很多。所以大家在设计电路中都是估算一种值来使用,常规是可以这样的,但是高频电路中只能计算出准确的值,才可以使用。


限制最小工作频率只有在最小工作频率归一化后大于1才有效果。所以,考虑到输出端过载和短路的情况,转换器的工组哦频率必须大于谐振频率fr,以降低功率吞吐量(powerthroughout)。


半功率点0。707


二极管由通态到反向阻断状态的开关过程称为反向恢复。图16给出了MOSFET体二极管反向恢复的波形。首先体二极管正向导通,持续一段时间。这个时段中,二极管P-N结积累电荷。当反向电压加到二极管两端时,释放储存的电荷,回到阻断状态。释放储存电荷时会出现以下两种现象:流过一个大的反向电流和重构。在该过程中,大的反向恢复电流流过MOSFET的体二极管,是因为MOSFET的导通沟道已经切断。一些反向恢复电流从N+源下流过。


串联谐振


串联谐振频率计算公式


对于实际设计,通常需要采用集成变压器的概念设计实现磁器件(串联电感与并联电感),其中将漏感用作串联电感,励磁电感用作并联电感。当采用这种方法构造磁元件时,需要将图6中的等效电路改进成图8,这是因为不仅在初级,而且在次级都存在有漏感。不考虑变压器次级的漏感时往往会导致设计出错。


图9给出了过载情况下工作点移动轨迹。变换器正常工作在ZVS区域,但过载时,工作点移动到ZCS区域,并且串联谐振变换器特性成为主导。过载情况下,开关电流增加,ZVS消失,Lm被反射负载RLOAD完全短路。这种情况通常会导致变换器工作在ZCS区域。ZCS(谐振点以下)严重的缺点是:开通时为硬开关,从而导致二极管反向恢复应力。此外,还会增加开通损耗,产生噪声或EMI。


在物理模型中,问题无法在数学上得到解决:因为含有5个未知量LL1,Lμ,nt,LL2a,LL2b ;而APR模型中只有3个参数:Lr,Lm,n。


假设Zn的虚部为零,即Zin为零相位(特征阻抗Zo为真实值,不影响相位),可以从中解出LLC谐振变换器工作于感性和容性区域的临界频率fz,做归一化处理得到:


Vd和VRO分别指驱动电压Vd和反射输出电压 VRO(nVRI)的基波分量。


问题关键在于V1在加AC电源时冲击最大达10。0A2mS,比额定电流2。5A大了4倍。


受迫振动半功率


为了达到ZVS,在两个MOSFET轮换开通之间存在死区时间TD。由于工作在感性区域,因此输入电流滞后于输入电压,当半周期结束时,谐振腔的电流Irt仍然在流入,这个电流可以消耗储存在Czvs上的电荷,从而使节点N的电压降为零,所以在另一个开关开启时为零电压开通。


开关频率f=fr1时,LLC谐振变换器工作在完全谐振状态,原边开关管可以实现ZVS,整流二极管工作在临界电流模式,此时可以实现整流二极管的ZCS,消除了因二极管反向恢复所产生的损耗;


但是,在交流电路中,因为电流的方向是随时间成一定的函数关系变化的。而电容器充放电的过程是有时间的,这个时候,在极板间形成变化的电场,而这个电场也是随时间变化的函数。实际上,电流是通过电场的形式在电容器间通过的。


并联谐振的条件公式


给出了满载和空载条件下整流器二极管的电压与电流波形。由于杂散电感引起的电压过冲,电压应力略高于第九步中的计算值。图35给出了满载和空载条件下输出电压的纹波波形。输出电压的纹波与第九步中的设计值相配。


rlc电路频率公式


因此,为了确保在整个工作区间,谐振腔可以ZVS,必须满足最大品质因数Qmax小于min(Qzvs1,Qzvs2)


对LLC来说,有两个谐振频率,一个谐振频率fo是利用谐振电感Lr谐振电容Cr组成;另一个一个谐振频率fr1是利用谐振电感Lr,励磁电感Lm,谐振电容Cr一起组成;


最大品质因数Qmax:当小于Qmax时,对于相同的fn-λ时,谐振腔阻抗呈感性,因此,最大的电压增益Mmax


大。低于谐振频率下工作,对于负载波动而言,还具有较窄的频率范围,因为甚至在空载条件下运行,其工作频率受限制低于谐振频率。


在t3~t4时段,关断MOSFETQ1和Q2的门极信号,谐振电感电流开始流过MOSFETQ2的体二极管,这就为MOSFETQ1创造了ZCS条件。


下面给出经验公式:电路不同,计算公式不同,下面以最常见的电源滤波电路与高频谐振电路来进行计算。


为了实现这些方法,LLC谐振变换器需要增加额外的器件、改进控制电路或者重新进行散热设计,这都增加了系统的成本。有一种更为简单和高性价比的方法。由于体二极管在LLC谐振变换器中扮演了很重要的角色,它对失效机理至关重要,所以集中研究器件的体二极管特性是解决这个问题的好方法。越来越多的应用使用内嵌二极管作为关键的系统元件,因此体二极管的许多优势得以实现。其中,金或铂扩散和电子辐射是非常有效的解决方法。这种方法可以控制载流子寿命,从而减少反向恢复充电和反向恢复时间。随着反向恢复充电的减少,反向恢复电流峰值和触发寄生BJT的可能性也随之降低。因此,在过流情况下,如过载或短路,这种带有改进的体二极管的新功率MOSFET可以提供更耐久、更好的保护。


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