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半橋諧振DC-DC直流電源變換器諧振頻率運行模式簡

文章來源:穩壓電源公司,時間:2017-09-13 09:29    點擊量:

    半橋LLC直流電源諧振型的DC-DC直流電源變換器作為一種比較常見的電子器件,在平時的工作運行中主要采用的是變頻控制的方式進行轉換,因此其能量傳輸是通過改變開關頻率fs來調節的.在通常情況下,據開關管的工作頻率fs和直流電源諧振頻率fr、fm的關系,半橋LLC直流電源諧振變換器具有fs>fr、fmfs=fr工作過程簡要分析當半橋LLC直流電源諧振型的變換器處于fs=fr運行模式中時.

半橋諧振DC-DC直流電源變換器諧振頻率運行模式簡
    此時若不考慮死區時間,則當開關頻率石等于石的時候直流電源諧振電流直流電源波形近似為完整的正弦波,其工作主要直流電源波形圖如圖1所示.從圖1中可以看到,此時的工作狀態被為完全直流電源諧振,此時的直流電源電路具有最佳的工作狀態,效率也是最高的,一般在典型的額定輸入電壓下把直流電源電路設計成這個狀態.如圖2所示fs=fr的開關控制時序表,以及圖3顯示各個階段的主要工作直流電源波形和等效直流電源電路圖.

    半橋諧振DC-DC直流電源變換器諧振頻率運行模式簡析圖1 fs=fr時工作的主要直流電源波形圖半橋諧振DC-DC直流電源變換器諧振頻率運行模式簡析圖2 fs=fr時開關控制圖工作階段1:t0-t1在這一工作階段中,半橋LLC直流電源諧振轉換器處于t0-t1時間內,從上圖中我們可以看到此時Q1導通而Q2關斷,因此在這個階段內直流電源諧振電流ir大于激磁電流im.根據變壓器的極性判斷,副邊整流二極管Dl導通,D2關斷.

    此時變壓器的激磁電感Lm兩端電壓被副邊箝位在nVo,所以此時的Lm不參與直流電源諧振,激磁電感im電流呈線形增加,直流電源諧振電流ir則按正弦形式增加,在這個階段內直流電源諧振電流ir大于激磁電流im,它們兩者之差產生的剩余能量將由副邊整流后傳輸至負載端.

    工作階段2:t1-t2在這一工作階段中,半橋LLC直流電源諧振轉換器處于t1-t2時刻,此時激磁電流增加到與直流電源諧振電流相等,Ql關斷.因為直流電源諧振電流與激磁電流相等,所以沒有能量傳輸的負載端.由于Q1、Q2的結電容,激磁電流給電容充放電以實現Q2的零電壓導通(ZVS).在t1-t2內,Q1、Q2都關斷,即是所謂的死區時間,它通常是允許有充足的時間來實現ZVS,同樣也防止上下管Q1、Q2的直通.

    半橋諧振DC-DC直流電源變換器諧振頻率運行模式簡析圖3 fs=fr時各階段的等效直流電源電路圖工作階段3:t2-t3這一工作階段中,半橋LLC直流電源諧振轉換器處于t2-t3階段內.在f2時刻,Q2實現了零電壓開通.

    這一階段與階段1不同的是副邊整流二極管D2導通D1關斷,直流電源諧振電流小于激磁電流,它們兩者之差產生的剩余能量將由副邊整流后傳輸至負載端.t3時刻以后,Q2關斷,直流電源電路進入下半個周期,其工作狀態與以上三個階段完全對稱,其工作狀態在這里不再重述.

    以上就是本文針對半橋LLC直流電源諧振DC-DC直流電源變換器處于fs=fr運行模式下的工作狀態所進行的簡要分析,希望能夠幫助工程師更全面的了解其工作狀態和運行特性.

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