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串联谐振解决方案/ Series Resonant System

串联谐振 / Series Resonant System

LC串联谐振转换器

时间:2020-6-30   来源:华天电力  阅读:585

现有(非谐振)SMPS”比以前的线性电源相对更轻,更小且效率更高。获得的机会成本是“更高的电路复杂性,更多的开关损耗, “更高的开关应力”和“ EMI(电磁干扰素)”。对于这些“硬切换”类型的转换器,如果要设计更高效率的转换器(即更轻,更小尺寸和更高的功率密度)


您别无选择,只能增加“开关频率”。因此,在这种情况下,上述机会成本面临变得更大的问题。


另一方面,如果使用“软开关(ZVS或ZCS)”,则在使用高“开关频率”时仍然存在上述问题。


可以最小化。迄今为止,已经开发了各种“软交换”技术,其中最著名的是最常用的技术是所谓的“谐振电路”和“转换器拓扑”的应用。在各种谐振转换器中以下是一些最基本的谐振电路概念。


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上图是各种谐振电路类型中最简单,最常用的“ LC串联谐振电路”。驱动电压Vd在LC谐振网络阻抗和负载阻抗之间分配。通过改变驱动电压Vd的频率更改谐振网络的阻抗。输入电压在此阻抗和反冲负载之间分配,并用作分压器。


串联谐振


由于该原理,LC串联谐振转换器的直流增益始终<1。因此,在轻负载下,与谐振网络相比,负载侧的阻抗变得非常大,并且输入的大部分电压都施加到了负载上。这意味着当输出为轻时,这使得电压稳定非常困难。从理论上讲,应将频率增加到无穷大,以保持空载电压。


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通过与上述“ LC串联谐振电路”并联插入一个“分流电感器”,可以获得称为“ LLC谐振电路”的进一步改进的电路。 “分流”,同时改善“ LC串联谐振电路”的问题,由于电感电感和“磁化电感”的创新组合,在寻找新电路时-纯电路,从分析的角度来看,它与现有的“ LC串联谐振电路”相同。


这样做的原因可能是,插入该并联电感器可能有助于电路工作,但是在较高的输入电压下,我认为降低开关损耗要比传导损耗提高效率更为有效。但是,这种奇怪的电路配置被证明具有许多优点:例如,针对宽输入电压/负载变化,宽ZVS范围和相对简单的电路配置的稳定输出电压。


此外,并联电感实际上使用了变压器的励磁电感,因此在电路设计图中,它看起来像LC串联谐振型。另一方面,在串联谐振型中,磁化电感比LC串联谐振电感(Lr)大得多,但是LLC谐振电路的磁化电感仅为Lr的3至8倍,Lr由变压器的气隙组成。


串联谐振

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