目录 1、半桥LLC谐振电路 1.1 半桥LLC谐振电路的工作模态 1.2 电路仿真 2、全桥LLC 2.1 全桥LLC的工作模态 2.1.1 第一个频段: 2.1.2 第三个频段: 2.2 仿真 3. 半桥LLC+同步整流 3.1 仿真 本周真像是要量产小文章啊…… 今天接触了一下LLC谐振电路。LLC谐振电路中,主要分为半桥谐振和全桥谐振。而副边分为不可控整流和同步整流。全桥是指H桥,具有4个可控开关。半桥是只有H桥的一般,只有2个可控开关。同步整流主要是指,都用内置二极管的MOS管替代二极管。二极管普遍具有0.7V或者0.3V的标准导通压降,电流增大,导通压降也会随着增大。而MOS管,导通电阻是毫欧等级的,导通压降等于电流乘以导通电阻,很小。用同步整流的方式,可降低二极管损耗、提高电源转换效率。 1、半桥LLC谐振电路半桥LLC谐振电路拓扑结构如下: 电路中,可控MOS管Q1和Q2串联,组成半桥。每个MOS管,都内置有方向并联二极管、同时在漏极和源极有一个等效电容(其实高频特性下,MOS管的每个引脚之间都有一个等效电容)。电容Cr和电感Lr、和变压器T1的原边电感Lm构成了一个LLC谐振电路。变压器T1的副边,经过二极管D1和二极管D2,整流后得到为负载供电。电容Cout主要起滤波作用。 谐振原理:
绘制出传递函数的波特图。 MATLAB中运行:
可得到下面的波特图: 可见在谐振频率点处,LLC的增益达到了137dB。只有在谐振点附近,增益为正数。离谐振点较远的频率都有抑制作用。因次,控制半桥的可控管,LLC电路工作在谐振点,电路输出最有最大电压;若控制半桥的可控硅,让LLC电路工作频率远离谐振点,可让LLC输出的电压降低。 波特图中横轴是角频率,谐振频率处角频率是5e5,频率为角频率除以2pi,即约80KHz。
1.1 半桥LLC谐振电路的工作模态设 设 用PWM波控制LLC中的半桥,通常使用占空比为50%的PWM波。采用改变频率的方式,控制LLC的输出电压。 设开关频率为 以
1.2 电路仿真在PSIM软件中对电路进行了仿真。 仿真步长Time step = 1e-7;仿真总时间total time = 0.1; LLC中,Lr=20uH;Lm=20uH;Cr=0.1uF;负载侧滤波电容Cout=4700uF;负载电阻为120欧姆。 闭环控制比较难仿真,逻辑较复杂因此,先做开环控制的仿真。通过自行改变三角波的频率,观察输出电压的变化。 Fs=80K: Fs=100KHz: Fs = 112539Hz: Fs=130KHz:
Fs=160KHz 仿真结果显示,三角载波由80KHz上升到160K,输出电压呈现下降趋势。
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