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LLC谐振变换器工作模式解析
2021-10-20

华天电力专业生产变频串联谐振试验装置,下面为大家介绍LLC谐振变换器工作模式解析。


不对称半桥LLC谐振变换器如图4-1所示。


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假设图4-1中所有元件均为理想元件,无寄生参数。电流的正方向为图中红色箭头所示。


变频串联谐振试验装置


4.1工作频率fs小于谐振频率fr


取电路的谐振频率fr=100kHz,借助仿真,在工作频率fs=90kHz时,工作波形如图4-2所示。


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图4-290kHz时工作波形


各阶段工作过程分析如图4-3所示。


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阶段1:在[t0,t1]时间段内。时刻,开关管Q1开通、Q2截止,此时流过的电流向左(即:负),Q1体二极管D1导通,开关管Q1的DS之间压降为零,电流Ir逐渐增加,原边绕组电压极性上正下负,次级绕组极性与初级相同。整流二极管D3导通。被输出电压钳位,不参与谐振。当电感电流Ir过零时,阶段1结束。


阶段2:在[t1,t2]时间段内。开关管Q1开通、Q2截止,变压器初级绕组电压极性上正下负,次级绕组极性与初级相同,整流二极管D3导通,电感Lm的电流方向向上,Lm被输出电压钳位,不参与谐振。此时间区间由电感Lr和电容Cr构成串联谐振。时刻t2,谐振电感电流等于励磁电感电流,阶段2结束。


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阶段3:在[t2,t3]时间段内。开关频率小于谐振频率,此时间段内,电感Lm参与谐振,变压器初级绕组无电流,整流二极管D3、D4均被反向截止。负载所需能量由电容供给。t3时刻,开关管Q1截止,阶段3结束。


阶段4:在[t3,t4]时间段内。t3时刻,开关管Q1,Q2均截止,进入死区,流经的电流为寄生电容C2放电,同时为寄生电容C1充电,剩余电流流经变压器初次绕组,电压极性下正上负。整流二极管D4导通,Lm被输出电压钳位,不参与谐振。当寄生电容C2放电结束,体二极管D2导通,t4时刻,阶段4结束。


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