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LC谐振半桥的优缺点概述

发布时间:2019-04-14 10:59:00 浏览次数:2455

   开云在线平台电力是一家专业研发生产串联谐振的厂家,开云在线平台生产的串联谐振在行业内都广受好评,以打造最具权威的“串联谐振“高压设备供应商而努力。

    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。

一、LC 谐振变换器原理

   根据电路原理,电感电容串联或并联可以构成谐振电路,使得在电源为直流电源时,电路中得电流按照正弦规 律变化。由于电流或电压按正弦规律变化,存在过零点,如果此时开关器件开通或关断,产生的损耗就为零。

LC电路特征  

(1)变频控制  

(2)固定占空比50% 

(3)在开关管轮替导通之间存在死区时间(Dead Time),因此Mosfet可以零电压开通(ZVS),二次侧Diode可以零点流关断,因此二极管恢复损耗很小  

(4)高效率,可以达到92%+ 

(5)较小的输出涟波,较好的EMI

   分体谐振电容相较于单个谐振电容而言,其输入电流纹波和均方根值较小。谐振电容仅处理一半的均方根电流,且所用电容的电容量仅为单谐振电容的一半。当利用钳位二极管(D3 和D4)进行简单、廉价的过载保护时,这种方案中,谐振电容可以采用450V较低额定电压工作。顾名思义,半桥LLC转换器中包含2个电感(励磁电感Lm 和串联的谐振电感Ls)。根据谐振电感位置的不同,谐振回路也包括两种不同的配置,一种为分立解决方案,另一种为集成解决方案。这两种解决方案各有其优缺点,采用这两种方案的LLC的工作方式也有轻微差别。

   将谐振电感安装在变压器外面是有目地的。其能够帮助设计者提高设计的灵活性,令设计人员可以灵活设置Ls和Lm的值;此外,EMI幅射也更低。不过,这种解决方案的缺点在于,变压器初级和次级绕组间的绝缘变得复杂,并且绕组的冷却条件变差,并需要组装更多元件。

   在另一种集成的解决方案中,变压器的漏电感被用作谐振电感(LLK=LS)。这种解决方案只需1个磁性元件,而且会使得开关电源的尺寸更小。此外,变压器绕组的冷却条件更好,且初级和次级绕组之间可以方便地实现绝缘。不过,这种解决方案的灵活性相对较差(可用的LS电感范围有限),且其EMI幅射更强,而初级和次级绕组之间存在较强的邻近效应。