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LLC波形計算:極輕載、輕載、重載

冬至子 ? 來源:LLCer ? 作者:fuu ? 2023-10-20 16:48 ? 次閱讀

LLC典型波形為正常負載工作時區域1(fsw > fr)和正常負載工作時區域2(fsw < fr)的波形,分別如下:

區域1:

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區域2:

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還有一種恰好工作在諧振點,則諧振電流為標準正弦波。

實際上,LLC工作波形還包含輕載、過載條件下的其他波形。從本篇文章開始,通過計算和仿真對比的方式,我們來探討一下其他條件下LLC的波形情況。

波形一,區域1(fsw > fr),輕載:

諧振電流、勵磁電流:

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諧振電容電壓:

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變壓器原邊電流:

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副邊開關管電流:

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原邊開關管電流:

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變壓器原邊電壓:

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輸出電壓:

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變壓器和諧振電感磁通波形:

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上述對波形比可見,計算結果與仿真結果完全一致!

將諧振元件波形按照工作模式分開成6段區域,標以不同顏色,如下圖,在t2t3(t5t6)段,諧振電流等于勵磁電流,這與區域2(fsw < fr)中典型波形,在開關關斷前不向負載傳遞能量的區域是一致的。

在t2(t5)時刻,當諧振電容電壓增大到足以導通副邊開關管時,能量再次向副邊傳遞。其他時間段工作模式與區域1(fsw > fr)典型波形是一樣的。也即,此負載下,工作波形相當于區域1(fsw > fr)典型波形中插入一段區域2(fsw < fr)中典型波形段。

圖片

圖片

狀態軌跡如下,共6段,4段圓弧,2段橢圓弧

圖片

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波形二,區域1(fsw > fr),更輕載:

諧振電流、勵磁電流:

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諧振電容電壓:

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變壓器原邊電流:

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副邊開關管電流:

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原邊開關管電流:

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變壓器原邊電壓:

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輸出電壓:

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變壓器和諧振電感磁通波形:

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上述對波形比可見,計算結果與仿真結果完全一致!

將諧振元件波形按照工作模式分開成6段區域,標以不同顏色,如下圖,在t1t2(t4t5)、t3t4(t6t1)段,諧振電流等于勵磁電流,這與區域2(fsw < fr)中典型波形,在開關關斷前不向負載傳遞能量的區域是一致的。

在t2(t5)時刻,當諧振電容電壓增大到足以導通副邊開關管時,能量再次向副邊傳遞。可以看出雖然這是區域1的波形,但與區域2已經很相似了。實際上,該波形與區域2輕載波形是完全一樣的。

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狀態軌跡如下,共6段,2段圓弧,4段橢圓弧

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區域1各工作波形在增益曲線上的位置如下,需要注意的是圖中紅色虛線為FHA計算結果,黑色線是仿真結果,其余為計算結果。

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