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一个菜鸟对LLC谐振知识的渴望

2018-07-12 16:39编辑:ranaldlearning.com人气:


最近几天时间比较充裕,看了下fly大师,cmg大师,以及仙童的LLC计算权威几篇文章,看完之后还是有很多点理解不透,在这里我想通过这几遍文章自己讲解,加深自己对LLC的理解,我想很多想学LLC的兄弟们刚开始也有跟我一样的心情吧

自己也做了一款L6563+L6599的200W电源,调试已完成,会通过实测波形结合自己的讲解。

首先要知道为什么要用LLC,因为我们普通的拓补,开关管在开通与关断是没有办法在瞬间完成的,这就有了所谓的开通损耗和关断损耗,看下面图,应该更形象

一个菜鸟对LLC谐振知识的渴望

上一个谐振的模型

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大家从下面的波形能看出什么,刚开始看的时候我觉得这个我都有点费劲,看了半天。

第一个波形是谐振波形

第二个波形是MOS管电流波形

第三个是MOS管DS波形

从MOS管DS波形和MOS管电流波形可以看到,MOS管开通的时候,此时MOS管的电流还是在负半轴,这说明了MOS管的电压超前电流,所以谐振网络应该呈现感性

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对于上边的2个谐振频率可以这样理解:

带载时,LP两端的电压被嵌位,此时谐振频率

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空载时(当然后面会讲到死去区间也一样),LP两端的电压没被嵌位,此时谐振频率

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现在来讲讲谐振网络的工作过程,要想谐振网络呈感性,那么开关频率必须大于谐振频率,这样就有三种可能,fs=fr,fs>fr,fr2<fs<fr.第一种情况是最好理解的,我们就先讲fs=fr时各个点的波形

下面两个图都是fs=fr的时候,第一幅图清晰点,但没有标注时间点,死区时间也没有标出,第二附图有点不清晰,分析还是按照第二幅图来。(我把励磁电感电流从上到下定为正向,从下到上定为负向)

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从图上可以看到在t0时刻,此时Q2仍然是导通的,从图上可以看出谐振电流仍然大于励磁电流,谐振电流继续对励磁电流充电,励磁电流线性上升(我把励磁电流从上到下定为正,从下到上定为负)

那么此时副边到底是那个二极管导通呢,我相信刚开始接触LLC的朋友估计会有点纠结,我自己是这样判断的,(假如Q1导通,Q2截止,那么此时励磁电感肯定是上正下负)但此时是Q1截止,Q2导通,根据法拉第定律,此时应该是励磁电感是上负下正,再根据相位来判断 ,很显然这个时候应该是D2导通。图箭头标注的是谐振电流的流向

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到t1时刻,谐振电流=励磁电流,此时励磁电感没有变化的电流,所以副边没有感应电流流过,此时谐振电流同时给COSS2充电,对COSS1放电(也可以说对COSS1反向充电)COSS1充满后,体二极管导通,此时开通Q1就可以实现ZVS(这里面把体二极管的压降忽略不计)

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下图是FS=fr

黄色是半桥中点的电压波形

紫色是下管的驱动波形

蓝色是谐振电流的波形

从波形可以看到,黄色开通之前,紫色波形是处于负半轴上,之前说过,励磁电流从上到下为正,从下到上为负,那么谐振电流在上管开通之前的方向应该是S-D

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听众不多,但还是得继续 Q1导通后,励磁电感极性变成上正下负,那么很显然此时次级时D1在导通。

Q1刚导通时,谐振电流在负半轴开始减少,此时的谐振电流方向仍然是从S-D,看图1

到T2时刻,谐振电流方向开始变化,由S-D变成D-S,看图2

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(来源:pc蛋蛋)

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