拓?fù)洌喊霕?+ 不控整流
對于BUCK來說,輕載指的是輸出電流減小,Udc升高,通過反饋減小占空比使整流側(cè)處于DCM模式,即靠PWM的占空比調(diào)整實(shí)現(xiàn)的,可用二階充放電回路原理分析具體的電流形式。
對于LLC來說,占空比恒定,屬于變頻調(diào)制,諧振下的輕載 、 次諧振下的重載 都會(huì)出現(xiàn)DCM模式,但這兩種DCM模式有著本質(zhì)的不同
前提:基波分析法
% 基波分析法指的是電流的基波,沒有基波電流,則不存在基波分析法,基波的周期決定于具體的L-C值。
% 對于單獨(dú)的L-L-C串聯(lián)諧振電路來說,器件上的電流、電壓都是基波形式。但是,對于LLC變換器來說。即使在諧振下,也并非每個(gè)器件上都有基波形式的電壓,如,Lm被鉗位時(shí),并聯(lián)形式的Lm和勵(lì)磁線圈,對外表現(xiàn)為”基波電流、恒定電壓“。基波電流直接決定于輸入阻抗的頻率特性,這就是LLC基波分析法的要點(diǎn)。
眾多資料(如TI的LLC converter small signal modeling)的波形分析中可得兩點(diǎn):
1---任何開關(guān)周期下,諧振的充要條件<===>Lm被鉗位,Lr Cr參與諧振,諧振的基波電流與參與諧振的Lr Cr大小有關(guān),基波分析法成立
2---Lm不被鉗位,即參與諧振,重點(diǎn)在這里,此時(shí),并不是眾多資料上說的那樣,Lm 參與諧振與 Lr的電流相等,如果真是這的的話,那下面彩色圖中”3“階段的電流應(yīng)該是正弦的。。。而是C -Lr-Lm-Cr(上開下關(guān))構(gòu)成的充放電回路。只是這個(gè)過程比較短暫,可進(jìn)行線性化,C指Q1的結(jié)電容
----補(bǔ)充一下:忽略等效R時(shí),對于L-C形式的充放電回路,只能用基波分析法,基波周期決定于L-C元件 ,如是考慮電路中的R,則表現(xiàn)為二階電路。
因此,Lm不被鉗位時(shí),例如下圖階段3中,可知,L-L-C的總體電壓在上升,而MOFET的結(jié)電容C的電壓卻在減小,即,所謂的L-L-C均諧振,實(shí)際指的是Q1的結(jié)電容給C---Lr----Lm---Cr--構(gòu)成充放電回路 。如果要分析此時(shí)段的諧波電流,可忽略Q1的結(jié)電容,分析Vin--Lr---Lm---Cr回路即可?;l率決定于Lr---Lm---Cr的值。應(yīng)該有文獻(xiàn)分析過,圖中并沒說明。
總結(jié):
LLC只有一種工作模式,即充放電模式,充放電的諧振頻率,即基波電流的頻率決定于參與充放電的L-C的大小,
只不過開關(guān)周期T、充放電的電流基波周期t,死區(qū)時(shí)間,使得模式變得復(fù)雜。或者說,
通過控制開關(guān)周期、死區(qū)時(shí)間 (即控制在一個(gè)開關(guān)周期T內(nèi),二次側(cè)充放電的基波電流能否完成一個(gè)周期的換流)把Lm切入L-C充放電回路的本質(zhì)是當(dāng)電流進(jìn)入換流模式時(shí),電壓方程是不同時(shí)滿足。
通過輕載把Lm切入L-C充放電回路的本質(zhì)是,可強(qiáng)迫原充放電回路中的基波電流發(fā)生阻斷,
以上兩種控制形式就像開關(guān)一樣,可切換Lm是否參與L-C的充放電回路。
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基于以上兩點(diǎn)可得
1)
fs
注:t3時(shí)段 Lm上的電壓其實(shí)比前面時(shí)間要小,因?yàn)镼1的C- Lr Lm Cr 的充放電回路中,基波周期比Lr Cr大,電流上升速度必定減緩
這一點(diǎn)并非是大多數(shù)資料中,DCM時(shí),Lm上的電流仍按原速率線性上升,顯然DCM時(shí),充放電回路也可用基波分析法,只是時(shí)間太小了近似于線性充放電。否則電路分析太雜。而是一般的KVL KCL
總結(jié):
a: fs
結(jié)論:這種DCM模式是由原邊引起的,稱主動(dòng)DCM模式
(圖片:TI LLC converter small signal modeling)
2)
fs=fr時(shí)的DCM:
fs=fr時(shí),也會(huì)出現(xiàn)DCM模式,如下圖b(華科論文)
應(yīng)該怎么分析這種輕載模式?
直觀上,可從基波電流角度分析,輸出端的基波電流減小,以至于基波勵(lì)磁電流減小或消失,此時(shí)進(jìn)行DCM模式
,
總結(jié):輕載-----整流側(cè)基波電流回路被切斷-----強(qiáng)迫阻斷原邊基波電流,使LM加入原諧振回路,構(gòu)成新的充放電模式------------新的基波周期=f(fr fm cr)
結(jié)論:
t3-t4:是由負(fù)載引起的DCM模式,稱為被動(dòng)式DCM模式
t4-t5:是由原邊開關(guān)模式切換成了充放電模式,其DCM原理與fs
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要說明的是,對于LLC變換器的DCM模式 CCM模式,主要指基波電流的連續(xù)和斷續(xù),Lm被鉗位是,基波=f(LR CR),Lm不被鉗位時(shí),基波=f(Lr Cr Lm) 是不是兩種基波電流情況下 Lm都能被鉗位?如果只考慮二次 側(cè)的整流電路,當(dāng)然可以對任何正弦電流進(jìn)行全波整流,但對于LLC,當(dāng)然不是這樣,因?yàn)長m參與L-C充放電回路后,Cr電壓變大,導(dǎo)致二次側(cè)VD反偏,最終原邊電壓<原來的n*Udc,可勇者TI的LLC小信號建模