每當(dāng)我們在學(xué)習(xí)LLC電源設(shè)計(jì)時(shí),我們會看到各種各樣的等效電路,公式化簡、基波分析,等一大堆繁雜工作,搞得我們不知道從何入手;增益公式、感容分界線等是怎么推導(dǎo)出來的,總是一頭霧水;對于初學(xué)者來說想要弄明白LLC電源中的各種公式推導(dǎo)化簡,計(jì)算;我想不是一件簡單的事情。
我也是從一個LLC小白慢慢摸索,以前是東搞一下,西挖一下,知識點(diǎn)零零碎碎,沒有系統(tǒng)的整合,理解總是出現(xiàn)斷層,重要的公式也只知道結(jié)論,別人問我為什么是這樣,我也說不出個所以然來。雖然設(shè)計(jì)的電源也能跑,但是心里總是擔(dān)心,那天會不會就炸機(jī),冒煙!因?yàn)樾睦锖芮宄?,這個方案設(shè)計(jì)自己并沒有完全消化,原理并沒有完全弄懂;不是完全屬于自己的東西。因此就想把自己走過的彎路,其他人少走;把經(jīng)驗(yàn)總結(jié)記錄一下,自己也查漏補(bǔ)缺;分享出來與大家共同探討、共同進(jìn)步。希望在后續(xù)LLC設(shè)計(jì)連載總結(jié)里,能給大家一些設(shè)計(jì)靈感。
那么我們就開始LLC電源設(shè)計(jì)之RLC電路分析:
上圖是一個RLC電路,首先我們都知道電感和電容的兩個重要知識點(diǎn):
(1)電感的特性:電流不能突變,電感電流始終滯后與其電壓90°;
電感存儲能量:
電感的電壓:
電感的感抗:
(2)電容的特性:電壓不能突變,電容電流始終超前與其電壓90°;
電容存儲的能量:
電容的電流:
電容的容抗:
根據(jù)上面的RLC電路;那么我們是不是能得到輸入的總阻抗表達(dá)式:
化簡后:
在RLC回路中,一定會存在一個頻率f,使得:
這時(shí)電容容抗=電感感抗;此時(shí)電阻R兩端的電壓就等于交流電壓Vac;我們稱RLC電路在這個頻率點(diǎn)諧振;此時(shí)的電路稱電阻性;此時(shí)的頻率也叫諧振頻率f0:
此時(shí)的輸入電流:
當(dāng)
時(shí),RLC整體是偏感性,輸入電流Iin始終滯后與輸入電壓Vac小于90°,因?yàn)橹皇瞧行浴?/p>
同樣道理,當(dāng)
時(shí),輸入電流Iin始終超前與輸入電壓Vac小于90°,因?yàn)橹皇瞧菪浴?/p>
【特別提醒:電感的電流依然是滯后電感電壓90°,這個是器件的特性是不變的;電容是同理的】
在諧振點(diǎn)處還能看到一個特性:RLC是串聯(lián)著的,那么流過三者的電流時(shí)一樣的;從歐姆定律我們知道:
化簡后知道:
當(dāng)電路中的電感、電容選定后,諧振頻率也就定了,那么UL和UC兩端的電壓會跟隨R值變化,R越大,UL、UC越小,反之亦然。當(dāng)R看成是負(fù)載電阻RL時(shí),那么就存在一個等效的最大值和最小值,此時(shí)我們也能知道電容兩端最大電壓,這是我們選型的關(guān)鍵參數(shù)。
小結(jié):首先了解基本的RLC電路,為后續(xù)理解LLC電路建立一些基礎(chǔ)知識。因?yàn)檫@兩者很多共通之處。今天就總結(jié)到這里。