在LLC的拓?fù)渲?,圖1(英飛凌Application Note)和圖2(ST Application Note )我們看到,輸入端可以是全橋、半橋;輸出端可以是全橋整流,全波整流;他們是可以交叉結(jié)合的,需要結(jié)合實(shí)際應(yīng)用和成本等因素。
圖1
圖2
在這里我的重點(diǎn)不是討論那種拓?fù)涓线m,我這里只是相讓大家理解,LLC拓?fù)渲兄饕?大部分:
第一部分:方波發(fā)生器,(全橋、半橋構(gòu)成)
第二部分:諧振腔,(Cr、Lr、Lm)
第三部分:變壓器的整流和輸出濾波,(全橋整流、半波整流)
那么這三個(gè)部分他們的最后的等效電路都能化簡(jiǎn)成上一篇總結(jié)中提到的等效電路圖:如圖3
不同的地方在于輸入為全橋的后續(xù)公式的化簡(jiǎn)推導(dǎo)稍有不同,這里為了后續(xù)的討論方便:我們以圖2的拓?fù)溥M(jìn)行討論:半橋+全波整流拓?fù)洹?/span>
圖3
首先從第一部分看:前端一般是經(jīng)過(guò)PFC升壓后的DC 直流電壓,假定為400V,那么經(jīng)過(guò)上下管的 ON or OFF,那么A點(diǎn)其實(shí)是400V 0V 400V反復(fù)跳變;D=50%的方波(暫時(shí)不考慮死區(qū)時(shí)間);同時(shí)為了簡(jiǎn)化公式推導(dǎo),LLC是采用基波分析法進(jìn)行的,也就是A點(diǎn)的電壓我們可以假設(shè)為方波的基波。所以你看,上圖Vin我們就用一個(gè)正弦波的標(biāo)識(shí)。
第二部分的諧振腔:Cr、Lr、Lm的元件參數(shù)的計(jì)算后面再詳細(xì)介紹。
第三部分的Rac:這里著重介紹一下Rac它的推導(dǎo)過(guò)程,是怎么得到下面的式子的:
這個(gè)是仙童AN4151 應(yīng)用筆記中的推導(dǎo)過(guò)程:能看的懂的直接理解即可。
上面推導(dǎo)過(guò)程理解有難度的就看我啰嗦的推導(dǎo):
在推導(dǎo)這個(gè)公式前,我們先了解關(guān)于方波的一些基礎(chǔ)知識(shí),我理解可能不完全正確,有不對(duì)的地方希望大家指出來(lái):【需要加深理解的查一下傅里葉變換或者信號(hào)與系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)】
(1)方波是由無(wú)數(shù)個(gè)正弦波合成的,不過(guò)只有奇次諧波。
(2)從方波的公式里我們能知道直流分量、擺幅這些信息;同理我們知道方波的波形,就能寫出方波的表達(dá)式。
圖4
為了加深記憶,我們?cè)偕梢粋€(gè)有直流分量的方波:紅色的線就是直流分量:+5V
和圖4相比,我只改變了直流分量,把信號(hào)抬升5V;這就是我們常說(shuō)的直流偏置了。
注意:這里的擺幅任然是5V。
圖5
為了更直觀的理解,我把Cr換個(gè)位置(因?yàn)槭谴?lián)的,他們的位置是可以換的);這樣看;我們?cè)倏磮D6:A點(diǎn)的波形是0V 400V 0V這一波動(dòng),那么Cr電容就是隔直后,BC只剩下交流分量,對(duì)吧。
圖6
因此Vac處,我們就能得到表達(dá)式:僅用方波的基波,也就是沒(méi)有直流分量而已對(duì)吧:
副邊部分的分析:
原邊電流也成正弦波狀態(tài),原邊正半軸D1導(dǎo)通,負(fù)半軸D2導(dǎo)通,因此D點(diǎn)得到一個(gè)饅頭波,經(jīng)過(guò)電容濾波后得到電流Io;
圖7
Io是確定的參數(shù),其值等于饅頭波Iac的平均值:那么Iac的公式就得到:
最后通原邊的電壓Vac和原邊電流一比,得到其等效阻抗Rac。
這個(gè)公式的推導(dǎo),雖然啰嗦了一些,但是能夠理解知道公式是怎么來(lái)的;對(duì)于后續(xù)的增益曲線等公式的理解很有幫助。
希望看了這篇小作文之后,小伙伴們也能自己完成這個(gè)公式的推導(dǎo),加深拓?fù)涞睦斫狻?/span>
小結(jié):
(1)抓住諧振腔是使用基波分析法這個(gè)重點(diǎn),只用到方波的基波成分。
(2)副邊Io的值是饅頭波的平均值得到的。