行业天天彩票投注
Group news
江苏宏丰木业天天彩票投注    您的位置: 天天彩票投注  >  行业天天彩票投注  >  正文

介绍了一种基于LLC谐振变换器的数字充电方案

2019年11月08日 文章来源:网络整理 热度:127℃ 作者:刘英

LLC谐振变换器作为工业应用最为热门的拓扑结构之一,具有组件少、开关应力小、效率高等优点[1]。因此应用于很多场合,特别是高电压低电流输出的应用。LLC拓扑结合了SRC和PRC的优点,不仅可用于升降压状态,同时谐振槽路电流可以反映负载的大小。LLC谐振变换器在宽电压范围很大的情况下具有较好的电压调节特性。LLC谐振变换器中,原边MOS管ZVS开通,副边整流二极管ZCS关断,软开关得以实现,一定程度上降低了开关损耗,便于高频化的实现,提高了效率和功率密度[2]。

文献[1]提出了一种新型LLC拓扑,具有较低的导通损耗和频率变化范围。文献[2]提出了一种混合控制LLC的方法,当其工作在不同输入电压下时,分别采用变频和移相控制。文献[3]提出了一种输入电压范围不宽的定频控制LLC的方法。文献[4]提出了双移相控制双向LLC谐振变换器,在两个功率传输方向上分别采用双移相和变频控制策略。由于LLC串联谐振变换器在宽电压输入下应该具有小的励磁电感来获得高的电压增益,因此造成了原边严重的导通损耗。而变频控制为了覆盖宽范围输入,工作频率范围较宽,不利于磁性元件的设计[3]。

本文通过对LLC拓扑的原理和特性进行分析,对主电路进行优化设计,使其能够在工作电压和全负载范围内实现所有开关管的零电压开关且开关管的电压应力能降到最低。采用定频移相控制可以在不降低频率的情况下获得高的直流电压增益。设计了一台350 V~500 V输入,200 V/5 A输出的样机,利用Saber软件初步验证分析的可靠性,最后对样机进行实验验证,证明了方案的正确性。

1 LLC谐振变换器的原理及分析

1.1 LLC谐振变换器主拓扑结构

LLC谐振变换器如图1所示[1],与传统谐振变换器不同的是,LLC变换器的一个整流桥臂上的两个整流二级管由SR开关代替。SR开关与初级侧开关同步频率调制,以便减少二级侧开关的导通损耗。

介绍了一种基于LLC谐振变换器的数字充电方案

使用谐波近似法可以得到LLC谐振变换器的直流输出电压增益为:

介绍了一种基于LLC谐振变换器的数字充电方案

由式(1)可以得到谐振变换器在不同Q值下相应的增益曲线。如图2所示,当其工作在不同负载下,开关频率变化范围较小,不会出现轻载调整率的问题。如果采用变频控制,工作频率范围会比较宽,空载可能会出现电压失调的状态。本文采用定频控制,根据负载电压的变化,调节开关管驱动信号的占空比或移相角以稳定输出电压。

介绍了一种基于LLC谐振变换器的数字充电方案

1.2 工作模式分析

本文采用定频移相控制模式,如图3所示。

介绍了一种基于LLC谐振变换器的数字充电方案

即在高电压输入时,SR开关打开与原边开关同步,因为电流流过二次测的开关通道,具有较小的导通电阻,次级整流的导通损耗降低。SR开关在不需要关闭之前,整流器电流直接变成0。由于电流流过串联整流二极管和SR开关,整流二极管防止整流电流为负,使SR开关工作在正半周期。当开关频率小于且接近谐振频率时,LLC工作在断续模式,LLC谐振变换器运行方式与传统谐振变换器类似,这里不再具体阐述,其关键波形如图4所示。

介绍了一种基于LLC谐振变换器的数字充电方案

当变换器的输入电压低的时候,采用移相控制,即副边SR开关通过控制栅极信号的相移,以至于变换器可以在不降低开关频率的情况下获得高的电压增益。由于变换器工作频率范围较窄,可以选择一个小型变压器,以便降低变压器磁芯尺寸和导通损耗,使其在整个负载获得最大化效率。移相模式下关键波形图如图5所示。

介绍了一种基于LLC谐振变换器的数字充电方案

开关模态1(t0~t1):Q1开通,Lr上的电压为Vin-VCr,谐振电流从漏极流过源极,谐振腔电流iLr线性增长。谐振电流和励磁电流的能量差通过副边整流传递到负载。由于SR2持续导通,加在励磁电感两端电压为零。

开关模态2(t1~t2):SR2关断,由Cr储存到Lr上的能量通过DR1和SR2输出到电容C0。变压器励磁电感两端电压被钳位,此时VLm=nVout。iLm线性增加,谐振腔电流iLr以(Vin-VCr-nVout)/Lr的斜率减小,最终与励磁电感上的电流相等,即iLr=iLm。

上一篇:基于蓝牙通信技术和密钥芯片的手机电子钱包支付系统解析


下一篇:基于PIC32的相干光发射与接收系统的设计解析

友情链接
Links
中国足彩网500万 手机网投 澳门赌场玩法 老虎机游戏在线玩 159彩票 99棋牌 澳门手机网投 全球彩票开户 金百博 香港开奖结果2019开奖记录