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關(guān)于LLC諧振半橋電路原理的分析以及設(shè)計時需要注意的問題

LLC是一種通過控制開關(guān)頻率來來實現(xiàn)輸出電壓恒定的諧振電路!它的優(yōu)點是:實現(xiàn)原邊兩個主MOS開關(guān)的零電壓開通(ZVS)和副邊整流二極管的零電流關(guān)斷(ZCS),這樣的話,它就可以實現(xiàn)高的效率.
以90W Adapter為例 Vo=18.8V Io=4.787A Vin_min=370V Vin_max=390V
其輸出電壓的公式:
    Vo=Vin/2n+Im/(4nCs)*(1/f-1/fs) Vin:輸入電壓,n:匝比
f:開關(guān)頻率 fs:諧振頻率 Im:主電感勵磁電流  Im=nVo/Lm*T/4   T: 諧振周期    Cs:諧振電感 其證明略
從以上公式可以看出 無論是Vin或者LOAD發(fā)生了變化,通過調(diào)節(jié)開關(guān)頻率能使輸出電壓穩(wěn)定在定值.
因此我們在設(shè)計變壓器的時候,首先要確定匝比,然后根據(jù)公式計算Lm ,Ls從而確定變壓器!
接下來討論開關(guān)頻率fs和諧振頻率fr是怎樣影響電路工作狀態(tài)的.
1)當(dāng)fs=fr時:Vin=2*n*Vo 這是因為當(dāng)fs=fr,此時相當(dāng)于串聯(lián)諧振
全部回復(fù)(63)
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LV.1
2
2007-09-13 08:07
頂起!接著講啊.
0
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2007-09-13 08:57
樓主,好貼.繼續(xù)啊..
頂起...
0
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2007-09-13 10:46
加油,又有新血加入LLC行列,大家努力創(chuàng)造新局.......
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2007-09-13 14:48
接著昨天第一條,當(dāng)fs>=fr時,此時電路相當(dāng)于串聯(lián)諧振,電路簡化分析為輸入電壓為占空比為50%的矩形波,它的主電感不參與和Cr的諧振,因此其上的電壓一直被鉗位為nVo,分析一個階段:當(dāng)上管s1導(dǎo)通時,Lm上的電壓為nVo,同時漏感Lk和Cr開始諧振,當(dāng)上管關(guān)段,下管開通時,其諧振電流還是大于勵磁電流Im(勵磁電流在一個開關(guān)周期內(nèi)上升到的最大值),于是諧振電流被強行歸于Im.副邊二極管被強行換流,變?yōu)榱硪粋€二極管電流開始導(dǎo)通,因此副邊二極管不能實現(xiàn)zvs.
2)當(dāng) fm3)當(dāng)fs<0.5fr時,電路工作于第三種狀態(tài),此時相當(dāng)于在一個開關(guān)周期內(nèi)實現(xiàn)了
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wpcxp109
LV.5
6
2007-09-13 16:27
@sunguoying
接著昨天第一條,當(dāng)fs>=fr時,此時電路相當(dāng)于串聯(lián)諧振,電路簡化分析為輸入電壓為占空比為50%的矩形波,它的主電感不參與和Cr的諧振,因此其上的電壓一直被鉗位為nVo,分析一個階段:當(dāng)上管s1導(dǎo)通時,Lm上的電壓為nVo,同時漏感Lk和Cr開始諧振,當(dāng)上管關(guān)段,下管開通時,其諧振電流還是大于勵磁電流Im(勵磁電流在一個開關(guān)周期內(nèi)上升到的最大值),于是諧振電流被強行歸于Im.副邊二極管被強行換流,變?yōu)榱硪粋€二極管電流開始導(dǎo)通,因此副邊二極管不能實現(xiàn)zvs.2)當(dāng)fm
first design turen ratio  ,then decide primary turn
leakage inductance 主要靠測識
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2007-09-14 14:37
@wpcxp109
firstdesignturenratio  ,thendecideprimaryturnleakageinductance主要靠測識
樓主,能否上傳一個原理圖一起講解啊
學(xué)習(xí)中..
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2007-09-15 14:21
@sunguoying
接著昨天第一條,當(dāng)fs>=fr時,此時電路相當(dāng)于串聯(lián)諧振,電路簡化分析為輸入電壓為占空比為50%的矩形波,它的主電感不參與和Cr的諧振,因此其上的電壓一直被鉗位為nVo,分析一個階段:當(dāng)上管s1導(dǎo)通時,Lm上的電壓為nVo,同時漏感Lk和Cr開始諧振,當(dāng)上管關(guān)段,下管開通時,其諧振電流還是大于勵磁電流Im(勵磁電流在一個開關(guān)周期內(nèi)上升到的最大值),于是諧振電流被強行歸于Im.副邊二極管被強行換流,變?yōu)榱硪粋€二極管電流開始導(dǎo)通,因此副邊二極管不能實現(xiàn)zvs.2)當(dāng)fm
好貼,支持!!
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2007-09-15 22:49
洗耳恭聽
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lingzi
LV.3
10
2007-09-24 22:39
@xiao163yan
洗耳恭聽
ding
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iouming
LV.2
11
2007-09-25 10:45
@sunguoying
接著昨天第一條,當(dāng)fs>=fr時,此時電路相當(dāng)于串聯(lián)諧振,電路簡化分析為輸入電壓為占空比為50%的矩形波,它的主電感不參與和Cr的諧振,因此其上的電壓一直被鉗位為nVo,分析一個階段:當(dāng)上管s1導(dǎo)通時,Lm上的電壓為nVo,同時漏感Lk和Cr開始諧振,當(dāng)上管關(guān)段,下管開通時,其諧振電流還是大于勵磁電流Im(勵磁電流在一個開關(guān)周期內(nèi)上升到的最大值),于是諧振電流被強行歸于Im.副邊二極管被強行換流,變?yōu)榱硪粋€二極管電流開始導(dǎo)通,因此副邊二極管不能實現(xiàn)zvs.2)當(dāng)fm
好貼,先頂一下!
    樓主,請教:
        1."當(dāng)fs>=fr時,上管關(guān)段,下管開通時,其諧振電流還是大于勵磁電流Im(勵磁電流在一個開關(guān)周期內(nèi)上升到的最大值)",有沒有具體的計算公式來說明一下為什么"諧振電流大于勵磁電流"?
        2.諧振電流強歸于勵磁電流后,由大變小,但是其方向還是沒有改變,此時為什么會有副邊的輸出電流換向?
     期待樓主指點!!!!!
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LV.1
12
2007-09-26 07:52
@iouming
好貼,先頂一下!    樓主,請教:        1."當(dāng)fs>=fr時,上管關(guān)段,下管開通時,其諧振電流還是大于勵磁電流Im(勵磁電流在一個開關(guān)周期內(nèi)上升到的最大值)",有沒有具體的計算公式來說明一下為什么"諧振電流大于勵磁電流"?        2.諧振電流強歸于勵磁電流后,由大變小,但是其方向還是沒有改變,此時為什么會有副邊的輸出電流換向?    期待樓主指點!!!!!
重點是要搞清楚理想變壓器與實際變壓器的差異!激磁電感、激磁電流、變壓器傳輸電流是怎么回事?
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iouming
LV.2
13
2007-09-26 09:28
@
重點是要搞清楚理想變壓器與實際變壓器的差異!激磁電感、激磁電流、變壓器傳輸電流是怎么回事?
兄臺能否指點一下,小弟在此謝過!!!
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LV.1
14
2007-09-26 11:58
@iouming
兄臺能否指點一下,小弟在此謝過!!!
理想變壓器,只有一個唯一參數(shù):圈比.理想變壓器由磁導(dǎo)率無窮大的磁材料做成,幾乎不需要電流(或者說無窮小的電流)就可以激起強大的磁場;理想變壓器不儲能,能量可以瞬間完成轉(zhuǎn)換;理想變壓器是電流轉(zhuǎn)換器.
  實際變壓器,有激磁電感、漏感(其他參數(shù)暫不考慮).推演到極端的狀態(tài),如果漏感無窮小、激磁電感無窮大,那就是理想變壓器.
  在LLC諧振變換器中,可將漏感Lr看作獨立的電感,與理想變壓器串聯(lián);也可將激磁電感Lm看獨立的電感,與理想變壓器并聯(lián).所以副邊電流一定來源與理想變壓器的電流變換,如諧振腔電流僅夠流過Lm,就不會有電流流過理想變壓器原邊、就不會有副邊電流.
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a_jian
LV.5
15
2007-09-26 12:21
@lingzi
ding
想請問樓主如何測試你的所說的兩個諧振點,正常工作時測到的頻率就是諧振頻率嗎?怎樣判斷你的工作頻率就在兩個頻率點之間呢?還有Q值你一般設(shè)定在多少?
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wengmuzhi
LV.3
16
2007-09-26 16:35
好帖!
望樓主賜教:輸出電壓的公式:
    Vo=Vin/2n+Im/(4nCs)*(1/f-1/fs)
如何推出?
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iouming
LV.2
17
2007-09-26 20:26
@
理想變壓器,只有一個唯一參數(shù):圈比.理想變壓器由磁導(dǎo)率無窮大的磁材料做成,幾乎不需要電流(或者說無窮小的電流)就可以激起強大的磁場;理想變壓器不儲能,能量可以瞬間完成轉(zhuǎn)換;理想變壓器是電流轉(zhuǎn)換器.  實際變壓器,有激磁電感、漏感(其他參數(shù)暫不考慮).推演到極端的狀態(tài),如果漏感無窮小、激磁電感無窮大,那就是理想變壓器.  在LLC諧振變換器中,可將漏感Lr看作獨立的電感,與理想變壓器串聯(lián);也可將激磁電感Lm看獨立的電感,與理想變壓器并聯(lián).所以副邊電流一定來源與理想變壓器的電流變換,如諧振腔電流僅夠流過Lm,就不會有電流流過理想變壓器原邊、就不會有副邊電流.
大哥能針對我提的問題具體的分析一下嗎?在此謝過!!!
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xiaodong
LV.9
18
2007-09-26 22:29
@wengmuzhi
好帖!望樓主賜教:輸出電壓的公式:    Vo=Vin/2n+Im/(4nCs)*(1/f-1/fs)如何推出?
先UP 一下.
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LV.1
19
2007-09-27 08:12
@iouming
大哥能針對我提的問題具體的分析一下嗎?在此謝過!!!
剩下的問題,楊波博士論文里面都寫了!你自己想想看吧.
注意,要真正理解實際變壓器和理想變壓器區(qū)別.
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2007-09-27 13:31
請大俠繼續(xù)!謝謝!!
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sunguoying
LV.4
21
2007-09-27 15:09
@iouming
好貼,先頂一下!    樓主,請教:        1."當(dāng)fs>=fr時,上管關(guān)段,下管開通時,其諧振電流還是大于勵磁電流Im(勵磁電流在一個開關(guān)周期內(nèi)上升到的最大值)",有沒有具體的計算公式來說明一下為什么"諧振電流大于勵磁電流"?        2.諧振電流強歸于勵磁電流后,由大變小,但是其方向還是沒有改變,此時為什么會有副邊的輸出電流換向?    期待樓主指點!!!!!
關(guān)于你說的在fs>fr時,此時相當(dāng)于串聯(lián)諧振,在s1關(guān)斷,s2開通時,為什么諧振電流被強歸于勵磁電流.因為當(dāng)s1關(guān)斷時,主電感Lm感應(yīng)出反向電壓-nVo,這個電壓立即使副邊正在導(dǎo)通的二極管截止而且電流在很短的時間內(nèi)變?yōu)?.根據(jù)變壓器原理,折射到原邊的電流也被強歸于零.于是變壓器原邊的電流被強歸于了Im.
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iouming
LV.2
22
2007-09-27 20:37
@sunguoying
關(guān)于你說的在fs>fr時,此時相當(dāng)于串聯(lián)諧振,在s1關(guān)斷,s2開通時,為什么諧振電流被強歸于勵磁電流.因為當(dāng)s1關(guān)斷時,主電感Lm感應(yīng)出反向電壓-nVo,這個電壓立即使副邊正在導(dǎo)通的二極管截止而且電流在很短的時間內(nèi)變?yōu)?.根據(jù)變壓器原理,折射到原邊的電流也被強歸于零.于是變壓器原邊的電流被強歸于了Im.
懂了,謝謝樓主的指點啊,希望樓主繼續(xù)將你的帖子寫下去啊!!!!
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harbin
LV.4
23
2007-09-28 23:09
@zhuofengsong
請大俠繼續(xù)!謝謝!!
請問LLC諧振半橋可不可以空載,或者說空載會不會有危險?
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2007-09-29 14:49
Vo=Vin/2n+Im/(4nCs)*(1/f-1/fs) Vin
這個公式最初是臺達(dá)的黃某某推出來的.
是近似公式,假設(shè)在副邊二極管關(guān)斷的時間里激磁電流是恒定不變的.實際上是變的,如果按兩個諧振來推,方程解不出來.
這個公式的缺點是忽略了負(fù)載對電壓的影響.可以看到這個公式里完全沒有反應(yīng)輸出電流的值.
黃某某還推了頻域出發(fā)的近似公式,可以反應(yīng)電流.但是在開關(guān)頻率離諧振頻率比較遠(yuǎn)的時候就不準(zhǔn)了.
我還沒見過誰能推出LLC的嚴(yán)格的增益公式.
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armyliu
LV.5
25
2007-10-10 14:15
@磚塊電源
Vo=Vin/2n+Im/(4nCs)*(1/f-1/fs)Vin這個公式最初是臺達(dá)的黃某某推出來的.是近似公式,假設(shè)在副邊二極管關(guān)斷的時間里激磁電流是恒定不變的.實際上是變的,如果按兩個諧振來推,方程解不出來.這個公式的缺點是忽略了負(fù)載對電壓的影響.可以看到這個公式里完全沒有反應(yīng)輸出電流的值.黃某某還推了頻域出發(fā)的近似公式,可以反應(yīng)電流.但是在開關(guān)頻率離諧振頻率比較遠(yuǎn)的時候就不準(zhǔn)了.我還沒見過誰能推出LLC的嚴(yán)格的增益公式.
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='這是一張縮略圖,點擊可放大。\n按住CTRL,滾動鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/58/1457461191995995.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='這是一張縮略圖,點擊可放大。\n按住CTRL,滾動鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/58/1457461191996000.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='這是一張縮略圖,點擊可放大。\n按住CTRL,滾動鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/58/1457461191996006.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
NF=fs/fo
NL=Lm/Lr
Qs=sqrt(Lr/Cs)/R
第1張圖中NL=4,Qs=0..10
第2張圖是楊博士論文里的圖片
這個公式只是根據(jù)數(shù)學(xué)模型得到的結(jié)果,與實際情況有差異,可以參考一下
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harbin
LV.4
26
2007-10-10 21:32
@armyliu
[圖片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='這是一張縮略圖,點擊可放大。\n按住CTRL,滾動鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/58/1457461191995995.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">[圖片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='這是一張縮略圖,點擊可放大。\n按住CTRL,滾動鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/58/1457461191996000.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">[圖片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='這是一張縮略圖,點擊可放大。\n按住CTRL,滾動鼠標(biāo)滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/58/1457461191996006.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">NF=fs/foNL=Lm/LrQs=sqrt(Lr/Cs)/R第1張圖中NL=4,Qs=0..10第2張圖是楊博士論文里的圖片這個公式只是根據(jù)數(shù)學(xué)模型得到的結(jié)果,與實際情況有差異,可以參考一下
我現(xiàn)在非常想做諧振半橋,但苦于沒有資料,懇請哪位大俠能提供一份實際的電路圖(IC公司的PDF就不用了),謝謝.另外誰有MC34067電路的波形圖幫忙貼上.
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sunxj_007
LV.6
27
2007-10-11 12:04
@harbin
我現(xiàn)在非常想做諧振半橋,但苦于沒有資料,懇請哪位大俠能提供一份實際的電路圖(IC公司的PDF就不用了),謝謝.另外誰有MC34067電路的波形圖幫忙貼上.
好貼,關(guān)注中.
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harbin
LV.4
28
2007-10-15 21:31
@sunxj_007
好貼,關(guān)注中.
頂,請繼續(xù)...
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liu19730702
LV.4
29
2007-11-29 18:19
請問樓主,如果采用外置諧振電感,諧振電感的磁材料用什么材質(zhì)合適?
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jim li
LV.8
30
2007-11-30 16:21
@liu19730702
請問樓主,如果采用外置諧振電感,諧振電感的磁材料用什么材質(zhì)合適?
llc半橋中點雜散電容怎么確定?
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2007-11-30 16:30
好帖,支持!
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