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串联谐振型充电电路的原理分析
2021-06-23

  串联谐振型变换器是一种 DC- DC 变换器, 可 采用单管、半桥、全桥等方式。它具有开关的正弦 电流, 开关管随着集电极电流过零而停止导通, 大 大降低了关断损耗, 特别是大功率电源应用 IGBT 模块作为开关管时, 大大简化了电路的关断问题。

串联谐振

  串联谐振型 DC- DC 逆变电路原理图如图 1 所 示。

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  电路由分压电容C1,C2、谐振电容C、谐振电感L2,功率开关元件S1、S2,快速反向恢复二极管D1、D2,高频隔离升压变压器T和高频全桥整流电路D组成,为电容C3充电。假设电容C1=C2,且比谐振电容C大得多,则电路在开关S1或S2合上时,串联谐振等效电路如图2所示:

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参数 L和C的选择

  参数L和C的选择是该串联谐振充电电路的关键所在。在实际设计中, 根据整体设计的功能和性能指标( 如所要求的充电重复频率) 来选择高频功率开关元件S1、S2。可选功率场效应晶体管 VMOS、可控硅SCR或绝缘栅双极性晶体管IGBT, 这样即可确定开关管的工作频率fS的范围。而对于半桥逆变, 谐振频率f0为开关管的通断频率fS的二倍。再由充电电路所要求的功率指标, 利用公 式


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即可以确定谐振电容C的值,这样可根据公式

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来确定参数L。在实际设计中应考虑到所选开关元件的电流特性和充电电压, 根据公式


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合理选择 L,C和fS,使整个电路工作在最佳状态,达到所要求的充电性能指标。


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