上圖為半橋串聯(lián)諧振變換器的閉環(huán)仿真電路圖,以下對各個技術(shù)進行粗淺的分析,還請各位多提意見,謝謝!
1. 諧振頻率變化仿真
1.1 諧振頻率50kHz
1.2 諧振頻率75kHz
1.3 諧振頻率100kHz
1.4 諧振頻率125kHz
1.5 諧振頻率150kHz
1.6 諧振頻率175kHz
1.7 諧振頻率200kHz
仿真參數(shù)匯總:
對以上諧振頻率變化數(shù)據(jù)分析,可以得出以下幾個結(jié)論:
1、 從75kHz到200kHz之間,隨著諧振頻率的增加,諧振電路的最大諧振電流也同步增加,有效值諧振電流近似穩(wěn)定不變;
2、 諧振頻率越高,諧振電容承受的峰峰值電壓、有效值越小,其中50kHz的諧振電容峰峰值電壓為1727.4V;
3、 從75kHz到200kHz之間,隨著諧振頻率的增加,輸出整流二極管最大值電流同比小幅度增加,輸出整流二極管有效值電流近似恒定不變;
4、 諧振頻率的變化,輸出效率在50kHz、100kHz分別為80.0598%、78.015%,其他諧振頻率點的效率并不突出,也就是說諧振頻率的變化對輸出效率有直接的影響。以下再選取10kHz到50kHz諧振頻率,以及200kHz到300kHz諧振頻率進行仿真,驗證諧振頻率的分布情況;
以上為10kHz、20kHz、30kHz、40kHz、225kHz、250kHz、275kHz、300kHz諧振頻率時的最大值輸出電壓和最小值輸出電壓,可以看出,已經(jīng)不能維持200V的穩(wěn)定輸出了,也就是說在給定諧振電容值的情況下,串聯(lián)諧振逆變器的諧振工作頻率是有一個工作區(qū)間的,對于本次仿真,100kHz將是可選的諧振頻率,對應的開關(guān)管工作頻率為135kHz,而50kHz的諧振電容承受峰峰值電壓太高,故舍棄。
2. VDC輸入電壓變化仿真
2.1 輸入500V
2.2 輸入600V
2.3 輸入700V
2.4 輸入800V
2.5 輸入900V
仿真參數(shù)匯總:
上表為500V、600V、700V、800V、900V輸入電壓情況下的數(shù)據(jù)匯總,并對數(shù)據(jù)進行簡要的分析:
1、 隨著輸入電壓的升高,諧振電路的最大諧振電流也同比增加,有效值諧振電流近似恒定不變;
2、 隨著輸入電壓的升高,諧振電容的峰峰值電壓逐步較小,有效值電壓逐步增加;
3、 隨著輸入電壓的升高,輸出整流二極管最大電流增加,有效值電流近似不變;
4、 輸出效率在500V、700V分別為78.015%、69.2328%,相比其他輸入電壓較好;查看800V、900V輸入電壓時的輸出效率,可以看出,輸入電壓越高效率反倒下降,兩個數(shù)據(jù)樣本說服力不足,以下多試驗幾個數(shù)據(jù),看看輸出效率情況:
從上表的輸出效率可以看出,輸入電壓越高,輸出效率越低;輸入電壓越低,輸出效率越高。
同時,輸入電壓越低,諧振電容承受的峰峰值電壓也就越高,因此需要在諧振電容的可靠性與輸出效率之間進行折中。
3. 輸出功率變化仿真
3.1 輸出功率5kW
3.2 輸出功率6kW
3.3 輸出功率7kW
3.4 輸出功率8kW
3.5 輸出功率9kW
3.6 輸出功率10kW
仿真參數(shù)匯總:
在其他參數(shù)不變的前提下,提高輸出功率進行仿真,得到以上匯總參數(shù):
1、 輸出功率越大,諧振峰值電流、諧振有效值電流、諧振電容峰峰值電壓、諧振電容有效值電壓等等,都是同步增加的;
2、 值得關(guān)注的是,輸出功率的增加在5kW至9kW之間,輸出效率維持在72%-78%之間,在10kW為66.14%。