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Nov 14, 2018

串联谐振是如何研究与设计?

    华超电力是一家专业研发生产串联谐振的厂家,本公司生产的串联谐振设备在行业内都广受好评,以打造具权威的“串联谐振“高压设备供应商而努力。
串联谐振
 
    半桥谐振变换器介绍
 
    在DC/DC变换器设计中,希望设计尺寸越来越小,功率密度越来越大,这需要提高开关管的工作频率,开关频率高可以使电感、变压器等功率器件的体积变小,但是开关损耗会增大,这将会导致系统效率降低,开关管的寿命、可靠性下降。通过谐振技术可以实现非常低的开关损耗。
 
    半桥串联谐振
 
    谐振腔由谐振电感同谐振电容组成,其阻抗随着工作频率改变而不同。在输入电压保持不变时,输出电压随着谐振腔阻抗值的增大而减少。在输入为谐振频率时,谐振腔阻值最小为零,此时直流增益最大。当工作频率大于谐振频率时,有电流流过开关管的体二极管,开关管具有零电压关断条件。在负载为轻载时,开关频率必须要变化很大才可以保持输出电压恒定。当输入电压增大时,为保证输出电压不变,开关频率也会增大。
 
    输入电压增加时,变换器的工作频率逐渐偏离谐振频率,随着频率的增加,会有更多的能量在谐振腔中循环,这里循环能量定义为在开关周期内,送回电源端的能量。这个能量越大,损耗更大。
 
    半桥并联谐振
 
    可以看出半桥并联谐振的负载与谐振电容并联,同时二次侧增加了一个匹配阻抗的电感。并联谐振的直流特性分析可以知道开关频率大于谐振频率时,实现MOS管的零电压开通。在轻载和输出电压恒定时,开关频率变化范围小。随着输入电压逐渐变大,开关频率需要增大以保证输出电压恒定。并联谐振因为负载与谐振电容并联,由于串联等效电阻的存在,即使在轻载的情况下,谐振腔里循环能量仍然不小,造成比较大的损耗,当输入电压高时,开关管的关断电流会很大。
 
    LLC串联谐振
 
    根据前面分析可知串联谐振和并联谐振有明显的缺点,而LLC串联谐振克服了传统谐振电路缺陷。如图3-3所示LLC串联谐振主要由开关网络、谐振槽和整流部分等组成。LLC串联谐振在轻载或空载下,工作频率变化范围很小,LLC串联谐振可以实现开关管零电压开通(ZVS)和整流管零电流关断。从本质看LLC串联谐振是拥有两个谐振点的串联谐振。

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