LLC电源是如何实现ZVS的.pdf

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LLC电源是如何实现ZVS的pdf,开关电源原来传统的拓扑如反激正激等,都是硬开关,在开关管开通和关断的时刻有电流和电压的交叠会产生较大的损耗,而软开关的思想是要消除这个交叠损耗,软开关有ZVS何ZCS两种。比如LLC可有效降低mos管的开通损耗,在开关管开通之前让两端电压先降到0V然后想办法在这个时刻让开关管导通,此时开关管上的电压和电流无交叠过程实现ZVS。
软开关简介 硬开关与软开关的开通的过程 0P0 f 1 0 硬开关的开通过程软开关的开通过程 半桥LLC电源原理图 半桥LLC的基本电路 输入源:方波发生器!谐振网络:理想!被动整流!誠波!负载 变压器 Q ↑ n: I out R Q 上图其中实际变压器是等效成励磁电感与理想变压器的并联! 半桥LLC实现zS开通的大致思想 Q1和Q2是各50%的占空比互补导通(输方该炭生器!落结:动}:载 忽略死区时间),比在Q1开通之前的 1赍器! 死区时间内设法让电流从Q的体二极{0 管中流通(体二极管中流通后两端电 压接近于0),死区时间完毕后,芯计 M :I D 片立即给Q1驱动,此时MOs管开通 ,由于在MOS管开通之前MOS管两端 你!L Q2 电压已经接近于0,从而实现ZVS开 llliii 通。从ZVS的实现原理中可以看出, LLC谐振网络的电流是滞后于电压的 电压 ,所以可以得出一个初步的结论: LLC谐振网络程阻抗特性感性 Vin(t) 尾流 0 in c- ncdr c10 4×10 610 8=c10 半桥LLC实现ZVS的过程分析 我们看看基本电路中,在电源原边是有两个电感和一个电容的, 所以称它为LC,一个Cr我们称为谐振电容,一个Lr我们称为诸 振电感,一个Lm我们称为励磁电感或者变压器原边电感。 输入源;方波发生器:谐振网络 理想·被动整流·滤波·负载 变压器 Q Vde(+ n: 1 1 out R oIt n 半桥LLC实现zVS的过程分析 LLC在工作状态中,在原边给副边传输能量时Lm是被副边ⅴou钳位 的不参与谐振,谐振腔仅由Cr和Lr发生谐振,在原边不给副边传输能 量时Lm不被副边钳位,这时由Cr及Lr和Lm发生谐振,所以LLC在 两个谐振频率,LLC实际上就是存在两个谐振点的串联谐振 1 2·z·√Lr·Cr 斤2 2··√(Lr+Lm)·Cr fr2< fr1 由于LLC工作在感性区,我们又知道串联谐振的感性区的工作大于谐振 频率的,所以至少可以得出一个结论,开关频率必须要大于f2 LLC实际上也是这样f必须大于f2,但是当f2<fs<f时工作在感性区 是有条件的,当坦>frl电路始终工作在感性区,所以LC按照输入频率 来分可以划分成3中状态,fs=fr1,fs>fr1,f2<fs<fr1 x f O max(x) ls Vk(1-x2)(k)2 fr2<f<fr时9<9m(x)谐振网络阻抗为感性 半桥LC实现ZVS的过程分析 LLC工作区域如下图,必须工作在ZVS区1和zVs区2的(曲线外边界 为红色粗线,内边界为黑色粗线) 增益曲线图G-f-O (f:k:0 G(f,k,0.5 Glf, k, Nori 3 1.5 f,k-Q zvs区2 Gf, k,2.5.Q GIf.k 5.Q Gf, k, 15.Onor) G(f,k,45Q) G(f,k,150Q2 G ZCS 区 G fk k-1 zvS区1 4×10 fr2 频率 fr1 半桥LLC实现ZS的过程详细分析(f=fr1) 首先我们分析一下fs=f1的情况 fs=frl时,也就是刚好工作在上图的黑色竖线与所有曲线的交点, LLC在此状态时各个关键点的电流电压波形如下 Q1oF‖|2F g Q2ON Q1 ON Q2 ON HVG LVG Dead+tme(死区时间) 1.00 和 Gate-drive(栅极驱动信号) 0.40 signals 0.20 0.00 Vtgnd Vc 50000 HB mid-point 400.00 Voltage (半桥中点电压) 000 200.00 100.00 Resonant cap 0.00 (谐振电容电压) 10000 voltage Tank cirduit current is sinusoidal|(正弦波为谐振电) Magnetizing current is triangular(三角为励电流 1.50 1.00 050 Transformer 0. (变压器电流) -0.50 currents 1.50 VD1 VD2 2000 10.00 000 =========+====-t================= lode(整流二极管电压) 10.00 qutput current(绿线为输出电流) I(D1) D2) CCM operation 800 600 4.00 Diode 2.00}---- currents(整流二极管电流) 00 97000 97500 98000 98500 99000 99500 to tI t3 t4 Time (us) 半桥LLC实现zVS的过程详细分析(f=fr1) 在to时刻前。上管Q1关断,下管Q2导通。谐振电流通过Q2流通,变压器向副边传递能量, 副边二极管D导通向负载提供能量。变压器原边被副边电压箝位,激磁电流线性上升(负向 上升)。 由于fs-frl,在时刻之前正好完成半个周期的谐振,谐振电流与激磁电流刚好相等,此时 变压器副边无电流(谐振电流-励磁电流+负载电流),二极管D2自然关断,实现ZCS。在 死区时间时刻到t1时刻之前,激磁电流给Q1,Q2的输出电容Cos91和Cos9充电(对于Cosl 米说是反向充电,也可以说放电)。 如下图 g L 100 Q1 Q1 OFF Q1 ON Q1 OFF 在t0时刻前。上管Q1关断,下管Q2 Q2 ON Q2 OFF Q2 ON OSS 1 tO时刻之前 导通。谐振电流通过Q2流通,变压 Vc Cr Ls 器向副边传递能量,副边二极管D2 40000 Vin 导通向负载提供能量。变压器原边被 30000 n:1:1D1 Cout 20000 副边电压箝位,励磁电流线性上升 COSS2 out(负向上升) I(p) I(ls) p 150 Q2……少 D2 Q1 由于fs=fr1,在t1时刻之前正好完成半 Imos MDS1 ( MCS2 150 COss 1 个周期的谐振,谐振电流与激磁电流刚 t0时刻到t1时刻之前 好相等,此时变压器副边无电流(谐振 Vin/ licr Ls 电流=励磁电流+负载电流),二极管 nL n:1:1 D1 Cout D2自然关断,实现zCs。在死区时间t0 Id 时刻到t1时刻之前,激磁电流给Q1,Q2 ?D2 OSs2. Stout的输出电容Cos1和Cos92充电(对于 Lp: c。ss1来说是反向充电,也可以说放电 2. D2

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LLC电源原理与设计

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2011-07-01 立即下载
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2013-03-10 立即下载
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2019-09-14 立即下载
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开关电源设计 本计算书适用于使用LLC技术的不对称半桥电路的器件选取和参数核算。点击上传资源即表示您确认该资源不违反资源分享的使用条款,并且您拥有该资源的所有版权或者上传资源的授权

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2019-09-14 立即下载
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2017-10-14 立即下载
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2020-03-23 立即下载
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在传统的开关电源中,通常采用磁性元件实现滤波,能量储存和传输。开关器件的工作频率越高,磁性元件的尺寸就可以越小,电源装置的小型化、轻量化和低成本化就越容易实现。但是,开关频率提高会相应的提升开关器件的开关损耗,因此软开关技术应运而生。 要实现理想的软开关,最好的情况是使开关在电压和电流同时为零时关断和开通(ZVS,ZCS),这样损耗才会真正为零。要实现这个目标,必须采用谐振技术。LLC串联谐振电路设计要点及公式推导让有基础的人快速入门LLC电源设计。

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simulink 仿真LLC电源 340-400v 输入,24V输出,闭环调节。

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LLC电路的设计.:最近 LCC 谐振变换器备受关注,因为它优于 常规串联谐振变换器和并联谐振变换器:在负载和输入变 化较大时,频率变化仍很小,且全负载范围内切换可实现 零电压转换(ZVS)。本文介绍了LLC 型谐振变换器的分 析方法,回顾了LLC 型谐振变换器的实际设计要素。其中 包括设计变压器和选择元器件。采用一设计实例,逐步说 明设计流程,有助于工程师更加轻松地设计LLC 谐振器。

2011-12-18 立即下载
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