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一个菜鸟对LLC谐振知识的渴望

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shyshihouyun
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  • 2015-5-27 14:51:31
最近几天时间比较充裕,看了下fly大师,cmg大师,以及仙童的LLC计算权威几篇文章,看完之后还是有很多点理解不透,在这里我想通过这几遍文章自己讲解,加深自己对LLC的理解,我想很多想学LLC的兄弟们刚开始也有跟我一样的心情吧
自己也做了一款L6563+L6599的200W电源,调试已完成,会通过实测波形结合自己的讲解。
欢迎新手探讨,高手吐槽,我已准备好
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管理员
  • 2015-5-27 14:55:14
 
期待ing
shyshihouyun
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  • 2015-5-27 15:01:18
 
首先要知道为什么要用LLC,因为我们普通的拓补,开关管在开通与关断是没有办法在瞬间完成的,这就有了所谓的开通损耗和关断损耗,看下面图,应该更形象
shyshihouyun
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  • 2015-5-27 15:19:27
 
上一个谐振的模型

shyshihouyun
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  • 2015-5-27 15:26:51
 
大家从下面的波形能看出什么,刚开始看的时候我觉得这个我都有点费劲,看了半天。
第一个波形是谐振波形
第二个波形是MOS管电流波形
第三个是MOS管DS波形
MOS管DS波形和MOS管电流波形可以看到,MOS管开通的时候,此时MOS管的电流还是在负半轴,这说明了MOS管的电压超前电流,所以谐振网络应该呈现感性



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  • 2015-5-27 16:05:21
 
对于3楼的2个谐振频率可以这样理解:
带载时,LP两端的电压被嵌位,此时谐振频率

空载时(当然后面会讲到死去区间也一样),LP两端的电压没被嵌位,此时谐振频率

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  • 2015-5-27 16:38:01
 
现在来讲讲谐振网络的工作过程,要想谐振网络呈感性,那么开关频率必须大于谐振频率,这样就有三种可能,fs=fr,fs>fr,fr2<fs<fr.第一种情况是最好理解的,我们就先讲fs=fr时各个点的波形
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  • 2015-5-28 08:37:33
 
下面两个图都是fs=fr的时候,第一幅图清晰点,但没有标注时间点,死区时间也没有标出,第二附图有点不清晰,分析还是按照第二幅图来。(我把励磁电感电流从上到下定为正向,从下到上定为负向)
[url=http://cdn13.21dianyuan.com/attachments/png/2015/05/28/143277344355666343ba78e.png]
[/url]
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  • 2015-5-28 08:55:39
 
从图上可以看到在t0时刻,此时Q2仍然是导通的,从图上可以看出谐振电流仍然大于励磁电流,谐振电流继续对励磁电流充电,励磁电流线性上升(我把励磁电流从上到下定为正,从下到上定为负)
那么此时副边到底是那个二极管导通呢,我相信刚开始接触LLC的朋友估计会有点纠结,我自己是这样判断的,(假如Q1导通,Q2截止,那么此时励磁电感肯定是上正下负)但此时是Q1截止,Q2导通,根据法拉第定律,此时应该是励磁电感是上负下正,再根据相位来判断 ,很显然这个时候应该是D2导通。图箭头标注的是谐振电流的流向



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  • 2015-5-28 10:00:06
 
到t1时刻,谐振电流=励磁电流,此时励磁电感没有变化的电流,所以副边没有感应电流流过,此时谐振电流同时给COSS2充电,对COSS1放电(也可以说对COSS1反向充电)COSS1充满后,体二极管导通,此时开通Q1就可以实现ZVS(这里面把体二极管的压降忽略不计)
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  • 2015-5-28 10:10:45
 
下图是FS=fr
黄色是半桥中点的电压波形
紫色是下管的驱动波形
蓝色是谐振电流的波形
从波形可以看到,黄色开通之前,紫色波形是处于负半轴上,之前说过,励磁电流从上到下为正,从下到上为负,那么谐振电流在上管开通之前的方向应该是S-D
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  • 2015-5-28 15:06:48
 
听众不多,但还是得继续Q1导通后,励磁电感极性变成上正下负,那么很显然此时次级时D1在导通。
Q1刚导通时,谐振电流在负半轴开始减少,此时的谐振电流方向仍然是从S-D,看图1
到T2时刻,谐振电流方向开始变化,由S-D变成D-S,看图2 [url=http://cdn13.21dianyuan.com/attachments/png/2015/05/28/14327967975566be7dbc558.png]
[/url]


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  • 2015-5-28 18:44:26
 
t2-t3期间,谐振电流正向对励磁电流充电,在T3时刻,Q1关断,因为FR=FS的关系,此时谐振电流刚好下降到等于励磁电流,那么励磁电感没有变化的电流,次级也就没有感应电流,此时也就是所谓的死区时间(指t3-t4期间),但谐振电流的方向仍然是正向由D-S,(建议结合14楼的图2看,比较容易懂)见图1
在死区时间,谐振电流对coss1,coss2充电,由于谐振电流的方向,所以coss2很快被充满电,Q2体二极管导通,此时开通Q2,也就是t4时刻,见图2








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  • 2015-5-28 22:04:03
 
第2张图中,Ls电流与Lp电流相等,副边绕组应该没有电流流过才对,为什么楼主的图中副边还有电流流过D1?
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  • 2015-5-29 08:19:22
 
看得很仔细,是的,副边是没有电流流过的,忘了擦掉谢谢指正






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  • 2015-5-29 09:55:41
 
Q2导通之后,在t4-t5区间谐振电流与励磁电流正向减少,此时电流方向仍然为正,很显然,副边感应电流的方向可以让D2导通,见图1
在t5时刻,谐振电流正向减少到0,之后开始负向增加,谐振电流又对励磁电流开始充电,励磁电流线性增加(负向),t5-t6时刻谐振电流的方向为负,见图2(图中2中大家会对次级时那个二极管导通又疑惑吗?我刚开始看的时候就有,我以为此时应该是D1导通,很迷茫,后来才明白,对于怎么判断是那个二极管导通,最好的办法是之前讲过,Q1导通的时候励磁电感是上正下负,Q2导通的时候励磁电感是上负下正,这样就好分析了)



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  • 2015-5-29 14:10:20
 
现在来讲讲fs>fr的情况,大部分跟fs=fr的情况,主要讲讲不同之处
不同之处主要在t3时刻,由于fs>fr,谐振周期大于开关周期,t3时刻Q1关断,但此时谐振电流仍然大于励磁电流,谐振电流迅速对励磁电流充电。在谐振电流下降到励磁电流之前,副边仍然有电流流过,励磁电感仍然被嵌位。谐振电感两端的电压是VC-NVO,那电流的下降斜率就是(VC-NVO)/LR。见图




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  • 2015-5-29 14:37:03
 
接下来讲讲fr2<fs<fr,也主要讲讲在t3时刻的不同之处
由于fr2<fs<fr谐振周期小于开关周期,在t3时刻谐振电流等于励磁电流,副边也就没有电流流过,励磁电感没有被嵌位,此时Q1还处于导通状态,LR,CR,LM共同谐振,那么根据公式1/2π√(LR+LM)*CR可知,相对fr而言此时的谐振频率比较低,那么此时的谐振周期就很大,所以在t3-t4期间可以近似的认为是线性的变化。见图







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  • 2015-6-1 11:30:23
 
下图是用FHA等效法来计算RAC的阻抗,公式有些地方也没太懂,希望高手过来指点下
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  • 2015-6-1 11:51:14
 
得到谐振槽的阻抗之后可以得到谐振电路的电压增益M.
M=输出电压/输入电压=2nVO/VIN

图中的公式是怎么得来的我也不清楚,所以也就没法解释了


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  • 2015-6-1 11:57:05
 
从电压增益公式看来,当w=w0的时候,M=1,此时跟Q,m没有关系,也就跟负载没有关系了,这个点是我们要的,但实际设计中很难刚好到这个点,所以尽量要接近这个点
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  • 2015-6-16 15:17:02
 
去了一个礼拜的展会,最近手头事也多,好久没更新了,有时间继续
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  • 2015-6-16 15:31:09
 
接下来根据上楼的增益公式看下归一化曲线。下图是仙童的讲说资料,后面有句话个人感觉有问题,不知道大家怎么理解。
随着负载变轻,Q值下降,峰值增益频率移向
fp靠近,峰值增益随之下降
此时峰值增益应该是上升才对,这里不知道怎么说是下降

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  • 2015-6-16 16:03:05
 
现在结合下另外一张归一化曲线图分析下几个参数之间的关系
对应于不同的Q值曲线,其曲线顶点的右侧为ZVS区域,左侧为ZCS区域。(这点我相信大家都能理解,是谐振网络呈现感性还是容性的一个分界点,跟频率有直接的关系)
shyshihouyun
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  • 2015-6-16 16:32:41
 
看39楼的增益公式M跟fn,m,Q有关系(fn=w/wo)
在这里我们通常希望稳态时fn=1,此时M=1,此时只有m,Q是变量,这个时候可以研究下m,Q之间的关系,下图是m,Q的关系,图中的k就是我们这里的m


shyshihouyun
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  • 2015-6-16 17:01:04
 
从图中可以看出,m值越小,Q值越陡峭,要获取相同增益时(譬如增益由1.2-1.1变化时,增益只变化了0.1),越陡峭的Q值频率变化越小,这个是大家设计电路时需要的结果,理论上讲m值越小越好.
但大家知道m=LP/Lr,m值越小意味着LP越小,LP越小,电感电流会越大,这会严重影响开关管的导通损耗,进而影响电源的效率。所以这里K值的选择很重要,两者要折中,一般大家的经验是3-7之间。
这里说句题外话,关于这个问题我请教过一个大师,他一般是这样的,只要在满足增益的情况下Q值越大越好,此时m也就越大,理论上讲效率越高(注意这里的前提条件是满足增益的情况下)
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  • 2015-6-17 09:28:42
 
接下来引用fly大师的讲解
shyshihouyun
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  • 2015-6-17 09:45:59
 
我相信很多人刚开始看这段话的时候不一定都能理解,至少我刚开始看得是比较朦胧的感觉,第一句话(当我们确定K值后,就可以得到一组Q值曲线。我们如何去理解这个Q值曲线呢?当我们的输入和输出电压固定的时候,并且变压器变比固定的时候,根据上面的公式,我们是可以得到一个固定的我们所需要的谐振槽路的增益M)要结合公式M=2N*VO/VIN来看就好理解了,输入电压跟输出电压固定,咋比固定,那么增益自然就固定了。
接下来看他的第二句话,(当对应于某一个输入电压时,我们需要谐振槽路提供的增益为Mx)从公式上看,不同的输入电压谐振槽的增益也不同,在正常的输入电压范围内,当对应任何一个输入电压的时候,此时谐振槽也会对应有一个增益MX,这个MX在这里我们可以看成是一个定值。
第三句话,(我们可以在Q值曲线上画一条Mx的直线,Mx这条直线和Q值曲线相交的点,就是LLC在不同负载下的工作点。 )MX既然是定值,自然可以用一条直线画出来,这条直线跟Q值曲线有很多相交点。在这里为什么会说相交的点事LLC在不同负载下的工作点呢?这也要结合公式Q=WO*LR/RAC来看,不同负载,RAC不一样,Q值自然不一样,那么不同负载就对应着不同的Q值曲线,自然就跟MX有很多相交点了

shyshihouyun
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  • 2015-6-17 10:19:11
 
第四句话,(从图上我们可以看到,当负载增大时,Q值也增大,Q值曲线左移,Q值曲线与Mx相交点的频率是降低的。因此我们可以看到当负载增加的时候,LLC的工作频率是减小的。)这个应该好理解,Q=WO*LR/RAC,负载增大,RAC是减少的,Q值就增大了,我们要看Q值曲线的右边,因为电路是工作在ZVS区域,看曲线右边很明显,Q值增大的话,Q值曲线是左移的,那么MX与Q值相交点的频率是降低的,结论就是负载增加,LLC工作频率是降低的。这点很重要
第5句话,(从物理意义上来讲,当负载阻抗Rac减小的时候,Lr与Cr构成的串联谐振回路上的阻抗也要减小,以维持Rac上得到的分压不变。只有通过降低频率才能使Lr和Cr构成的串联阻抗减小。因此,当负载加重时,LLC的开关频率是减小的;当负载减轻的时候,LLC的开关频率是增大的。)这句话就相当于第4句话的白话文,RAC减少,也就是负载增加,因为RAC与LR是串联的关系,那么此时LR的阻抗应该也要减少,这样RAC上的分压才会不变,输出才会稳定,那么LR的阻抗减少的话,根据公式ZL=2*π*FR*LR,频率肯定也要减少。因此,结论也是一样,负载增加,频率减少
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  • 2015-6-17 10:29:08
 
还是继续看83楼图,当一个电路的输入,输出,负载,变比确定了的话,那么LLC的工作频率也就确定了。
从图中也可以看出LLC的工作频率点跟MX有很大的关系,当输入,输出,负载确定了的话,要想改变MX,唯一的办法就只有变比了(MX=2N*VO/VIN)
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  • 2015-6-17 10:55:13
 
最后一点就是Q值的选取,这个积分资料里面讲解不太一样,先看看FLY大师的讲解,他是结合图讲解的,随意理解起来会方便一点


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  • 2015-6-17 11:20:52
 
由增益公式可以知道,最大增益Mmax对应的是最小输入电压,所以最大增益是很好确定的,这个图我自己加了标注,按照自己的理解讲解下,Qmax是最大增益对应最小工作频率的Q值,怎么理解这句话呢,4是Qmax,看4曲线,在fmin处是在曲线的右边,是ZVS处,再看1,2,3曲线,在fmin处是不是都工作在Q值曲线的左边,是在ZCS区域了,所以这里的4曲线是临界点,如果选取的Q值曲线大于4,LLC会工作在ZCS区域,这样就不对了
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  • 2015-6-17 13:40:05
 
接下来是仙童资料的一段话,个人觉得很有用,它可以告诉我们在什么样的情况下选择哪种工作模式
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  • 2015-6-17 14:14:07
 
用通俗一点的话来讲解这段,(首先解释下这里为什么用软换流这个词,因为对于单个二极管来说都是零电流导通,但不一定是零电流关断,我在这里理解成不是零电流关断就是CCM,零电流关断就是CCM了,这样感觉会理解简单点)所以这段话也就是教我们什么时候让工作在DCM,什么时候工作在CCM。可以按照我们对反激的理解来解读。
当输出电压很高的时候,这个时候的输出整流管是没有办法用肖特基二极管的(肖特基二极管的电压一般是200V以下)如果工作CCM模式就会有反向恢复电流的问题,二极管的反向恢复损耗会比较大,所以一般会选择DCM,工作在DCM模式的话,工作频率就要小于谐振频率。谐振周期就会小于工作周期。
当输出电压不高的时候,可以用肖特基二极管,基本可以忽略反向恢复问题,那么就可以工作在CCM模式,工作在CCM模式的好处是峰值电流会小(这里讲的是环流)会降低通态的损耗,对效率有好处。工作在CCM模式的话,工作频率就要大于谐振频率,谐振周期大于工作周期。
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  • 2015-6-17 15:48:06
 
现在开始按照我自己的实例设计参数
1,输入标称电压400V(前级有PFC)
2,输出参数64V,3A
3,掉电维持时间20ms
4,PFC输出直流电容150UF
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  • 2015-6-17 16:22:37
 
确定系统各项指标:(因为输出电压64V,比较高,就假设效率94%)
1,输入功率PIN=PO/η=64*3/0.94=204
2,最大输入电压VINMAX=VOPFC=400V
3,最小输入电压VINMIN=√VOPFC^2-2PIN*Thd/Cdl=400^2-2*204*0.02/150*10^-6=325V
(此公式怎么来的也不太清楚,只是套用)
根据这个公式知道最小输入电压跟掉电维持时间,输入电容有很大的关系)
这里我还是把最小输入电压设为350V,此时可能掉电维持时间会比较短,我输入电容容量没法加大,所以还是用150UF。掉电维持时间问题就先不管了。
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  • 2015-6-17 16:59:30
 
3,谐振曹璐最大增益与最小增益
我们设计的最好状态莫非是在满载的情况下FS=FO,我们正常工作的PFC电压400V就是最大输入电压,此时的增益应该就是最小增益了。
由39楼的公式知道,当FS=FO时,即W=WO时,增益M只跟m有关(m=LP/LR)
M=√m/m-1,所以Mmin=√6/6-1=1.1(这里m取值6,之前讲过,m取值范围是3-7)
最大增益Mmax=(vopfc/vinmin)*Mmin=400/350*1.1=1.26
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  • 2015-6-17 17:34:54
 
4,确定匝数比
n=NP/NS=(VINMAX/2*VO+VD)*Mmin,(我也不太清楚这里为什么要乘以Mmin),n=400/2*64+0.7=3.108
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  • 2015-6-17 17:44:19
 
5,确定谐振槽阻抗RAC
RAC=8n^2*RO/π^2=8*3.108^2*(64/3)/3.14^2=167Ω
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  • 2015-6-18 09:40:48
 

6,接下来是最重要的一步,Q值的选取。

下图是cmg大师计算出来耳朵Q值的计算公式,他这里的Q=0.95QMAX,这样的话峰值增益就不需要余量了,直接用1.26来计算就行,如果峰值增益留15%余量的话,Q值就不需要余量了
Q=0.95QMAX=(0.95/6*1.26)*√6+(1.26^2/1.26^2-1)=0.37
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  • 2015-6-18 09:55:55
 
7,计算谐振槽,Q值计算出来,谐振参数就好计算了
Q=WO*LR/RAC,LR=Q*RAC/WO=0.37*167/2*3.14*100*10^3=98UH
LP=m*LR=6*98=588UH
Q=1/WO*CR*RAC,CR=1/Q*WO*RAC=1/0.37*2*3.14*100*10^3*167=26NF
shyshihouyun
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副总工程师
  • 2015-6-18 10:13:06
 
最小开关频率的计算
FMIN=FR/√1+m*(1-1/GMAX^2)=56KHZ
shyshihouyun
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副总工程师
  • 2015-6-18 10:30:16
 
初级匝数的计算,这个的计算方式跟反激基本一样
NPmin=VOR*DMAX/AE*BE*FMIN 这里的VOR=N(VO+VF) DMAX=0.5,
NPmin=3.108*(64+0.7)/2*56*10^3*161*10^-6*0.3=37.15
NP=N*NS>NPmin=3.108*13=40.4
所以这里NP=40,NS=13




eleczj
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  • 2016-11-30 08:38:39
 
听课,Mark!
lh6164
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  • 2015-7-18 12:03:15
 
假定Vo不变,你这里是把工作的最小增益放在谐振点上,谐振时的增益即是最小增益,这里没做归一化处理,所以Mmin不等于1,归一化以后图方便有些省略掉了,其实都有的
shyshihouyun
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副总工程师
  • 2015-7-21 13:16:07
 
明白了,谢谢
寻觅_123
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初级工程师
  • 2017-3-16 16:33:21
 
恍然大悟
wg249395523
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高级工程师
  • 2016-5-19 11:31:55
 
这个为什么要除以2?
  是因为全波整流?
  有桥式整流还需要除以2?
扩招前的大专生
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本网技工
  • 2017-9-9 16:27:59
 
这个乘以最小增益倒好理解,如果不乘,那输出的电压在最小增益点不是高了?
扩招前的大专生
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本网技工
  • 2017-9-9 16:30:39
 
n=NP/NS=VINMAX/2/(VO+VD)*Mmin,,n=400/2/(64+0.7)=3.108  这样写公式人家更容易理解点,前面是中点电压要除以2, 我看了好半天。
xiaodongwu122
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高级工程师
  • 2018-11-21 13:59:47
 
乘以Mmin是为了折算到原边侧
zhizaibidedz
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本网技工
  • 2018-10-19 14:51:38
 
40楼不是说w=w0时,M=1与m、Q无关吗??
席希望
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本网技师
  • 2018-7-19 11:02:31
 
多谢大神解读,之前也是看的云里雾里
xiaodongwu122
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高级工程师
  • 2018-11-20 11:50:06
 
太感谢了,看了你的剖析,避开了很多绕弯子的推理
lh6164
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初级工程师
  • 2015-6-17 11:52:25
 
认同,应该是笔误
MSMS坏姨姨
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本网技工
  • 2016-11-23 10:42:55
 
中文翻译是错的,最好看英文版的!!!
英文是写,负载降低,Q低,峰值增益大;反之,负载增加,Q高,所获得的增益变小
zhizaibidedz
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本网技工
  • 2018-10-19 13:46:33
 
负载是指Rac吗?那按照公式,负载变轻,即Rac变小,Q不是变大了?
ZDH2019
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助理工程师
  • 2021-4-4 15:06:40
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一般负载是指电流,负载变轻,R=V/I,R变大,Q变小
qlhuang
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高级工程师
  • 2019-5-16 10:31:09
 
在60K频率附近增益很高,在实际应用中60K左右的输出纹波应该很高,但是实测没有很高的纹波,请问是什么原因呢? 这个频率点的纹波应该很大才是呀。。。
qlhuang
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高级工程师
  • 2019-5-16 10:34:05
 
楼主 你好,在同一增益时,有两个不一样的工作频率点,电源开机后,是怎样选择哪一个频率点的?是随机吗?
谁与争风
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高级工程师
  • 2016-3-7 11:50:23
 
讲的很细致!

zj19841027
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高级工程师
  • 2015-6-1 12:15:55
 
楼主:你好
问题:1,VRI的电压波形不是个正弦波吗?]
2,VR^F和VRI的关系?
3,VR^F=(4V0/π)sin(wt)公式的推导过程?

谢谢
shyshihouyun
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副总工程师
  • 2015-6-1 16:55:34
 
1,VRI是方波
2,图中的ViFHA就是我这里的VR^F,这里就是把方波等效成正弦波,这样好分析
3,从图1的等效法,很容易知道VR^F=(2VRI/π)sin(wt),而图二可以看出VRI=2VO,所以
VR^F=(4V0/π)sin(wt)
(我看不懂的公式反而是图3,兄弟要是能知道给我讲讲
图1

图2



图3
lh6164
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初级工程师
  • 2015-6-1 18:05:22
 
不知道你看的什么资料,3表述的有点含糊,只是傅氏变换
lh6164
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初级工程师
  • 2015-6-1 18:06:19
 
基波为
shyshihouyun
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副总工程师
  • 2015-6-1 18:39:26
 
当n=1时,这个基波为什么没有前面的VIN/2?
lh6164
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初级工程师
  • 2015-6-2 08:25:56
 
在复杂的周期性振荡中,包含基波谐波。和该振荡最长周期相等的正弦波分量称为基波。相应于这个周期的频率称为基本频率。频率等于基本频率的整倍数的正弦波分量称为谐波。
lh6164
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初级工程师
  • 2015-6-2 08:29:18
 
所以基波要减去前面的VIN/2直流分量,自己的理解,不对之处还请指出
shyshihouyun
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副总工程师
  • 2015-6-2 15:02:26
 
我本来基础就不太好,发这个帖子时希望自己长知识,你上面的这番解说我恍然大悟,感激不尽老兄能不能再跟我讲解下Iac的公式是怎么来的,就是楼上的图3
lh6164
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初级工程师
  • 2015-6-2 15:28:24
 
正半周(负半周反向而已):全桥整流时副边绕组电流均值为Io,积分一下可以求得峰值为πIo/2,可变换成需要的式子.
王金刚
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高级工程师
  • 2019-7-30 19:54:57
 
Cr电容隔直作用,这个直流电就被隔离了
banyanhui
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助理工程师
  • 2015-12-23 15:32:49
 
半桥与全桥,在谐振频率点处,直流增益分别是1/2n,1/n
delig
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高级工程师
  • 2015-10-29 15:55:27
 
d=.5   Vd=Vin/2
扩招前的大专生
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本网技工
  • 2017-9-9 16:25:15
 
其实 前面两个公式很好理解,输入不是等效吧,LC振荡在共振点本来就是正弦波, 电流的换算按交流端 电荷数在半波上的积分等于 直流输出端电荷数在半波时间的积分,简单的微积分计算就能算出来,   电压按照  UIT,热量平衡建立公式, 我已经写纸上发送了。   第三个公式确实比较麻烦,是个LRC响应电路的算法,R就是等效负载。
排骨在打盹儿
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高级工程师
  • 2016-4-6 19:34:21
 
不知道楼主还在没,vri为什么是vo的两倍啊,
gao12705
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初级工程师
  • 2017-10-16 22:19:52
 
大师,”而图二可以看出VRI=2VO“。全波整流,不是应该相等吗?
扩招前的大专生
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本网技工
  • 2017-9-9 15:43:36
 
就是假设正弦波的峰值电压,然后根据微积分,计算半波的热量累计,一定等于输出半波时间的热量累积, 理想情况。 就能算出峰值电压了。至于M的计算,应该是和LRC暂态响应的方法,这个我还没去算。
samantha0088
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高级工程师
  • 2016-4-13 11:40:28
 
首先理解变压器副边电压波形为交流方波,这样这个方波的峰值为+-vo,这样根据傅里叶变换出,基波峰值就为4*VO/PI,有效值(Vrms)就为2*√2*VO/PI;
其次变压器副边输出波形为正弦波(其有效值为Irms),根据单相全桥整流公式得:Io =2*√2*Irms/PI,得出Irms = PI/(2*√2*Irms);
Vrms / I rms = 8 /(PI*PI)*R;
而变压器变比为n:1,根据能量平衡,容易将副边电阻等效到原边电阻。


扩招前的大专生
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本网技工
  • 2017-9-9 12:36:59
 
设交流端电流方程   ImSinwt,   电子量微分方程  ImSinwt . dt     ,直流半周时间 电子量 I0 . T/2.   列等式 解出 Im=I0 .PI /2.  然后就出来了。
扩招前的大专生
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本网技工
  • 2017-9-9 13:17:54
 
电压按照 能量平衡方程
QQ图片20170909131651.jpg
gao12705
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初级工程师
  • 2017-10-16 22:18:15
 
大师,你公式左侧的PEI是哪里来的?
zhizaibidedz
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本网技工
  • 2018-10-19 15:18:49
 
但是你这个推论是Iin公式已知的情况下求Uin的公式呀
delig
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高级工程师
  • 2015-10-29 15:52:21
 
这里是Fr>Fs
paojiao
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副总工程师
  • 2015-7-24 15:04:43
 
两个图的电流不一样,一个是谐振电流一直大于励磁电流 一个是交替的 那个是对的?
shyshihouyun
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LV8
副总工程师
  • 2015-7-27 18:02:19
 
你是在看30楼的图吗?如果是的话估计是你没仔细看,两个图的电流方向是不一样的,谐振电流是不会小于励磁电流的,没有你说的交替
paojiao
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LV8
副总工程师
  • 2015-7-28 08:30:52
 
13楼的图 是看错了,按照13楼的 来说就是谐振电流一直大于励磁电流?
shyshihouyun
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LV8
副总工程师
  • 2015-7-29 18:30:28
 
或者等于励磁电流,你想想励磁电流是怎么来的
paojiao
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LV8
副总工程师
  • 2015-7-31 14:04:53
 
我不知道自己理解的对不对,励磁电流从图上看是按照一定斜率变化的,副边折算过来的电压再电感上形成的电流,但是谐振电流有时也会流过这个电感还会流过原边电感,不知道这么理解有什么问题,希望指点,
另外问一下谐振电流波形是正弦波是不是由于MOS控制方式决定因为也看到过谐振电流是类似方波的
扩招前的大专生
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本网技工
  • 2017-9-9 17:06:38
 
这个就要去看电磁学了,实际原边电流是励磁电流和副边反射电流的矢量和,   负载为零,理想变压器正好就是励磁电流。
kezipan
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高级工程师
  • 2019-12-3 14:42:24
  • 倒数9
 
cross1的充电个人认为应该是Vin通过谐振回路对cross1充电,cross2是谐振腔电流对cross2进行放电(因为此时cross2的电压方向与谐振电流方向相反)
lh6164
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初级工程师
  • 2015-5-29 16:57:26
 
简单易懂,入门者福音啊,楼主有没有什么中文的LLC仿真软件,英文用不习惯,我现在在用LTspiceI,感觉元件库太少
shyshihouyun
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副总工程师
  • 2015-5-30 13:48:59
 
得到大家的肯定我很欣慰,但是仿真我还真不怎么熟悉,也就没有中文的仿真软件
zhuangkegui
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高级工程师
  • 2019-5-15 21:20:03
 
精华
zj19841027
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高级工程师
  • 2015-5-28 11:51:17
 
楼主:你好!
看了14楼后,有个疑问哈
从整个系统来讲,Cr,Lr,Lp,开始的状态都没有能量;在开始上电,如果打开Q1的时候定义为t0,那么此刻开始给Cr,Lr,Lp充电。
1:为什么你这里讲t0时刻,Q2仍然导通??(那么这个t0是什么时候的t0了)
2:如果t0定义为整个系统状态,在打开Q1的时候的t0,而此刻,才开始给Cr,Lr,Lp充电;为什么你讲,有谐振电流继续对励磁电流充电????谐振电流仍然大于励磁电流


谢谢
zj19841027
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高级工程师
  • 2015-5-28 12:13:35
 
楼主:你好!
看了14楼后,有个疑问哈
从整个系统来讲,Cr,Lr,Lp,开始的状态都没有能量;在开始上电,如果打开Q1的时候定义为t0,那么此刻开始给Cr,Lr,Lp充电。
1:为什么你这里讲t0时刻,Q2仍然导通??(那么这个t0是什么时候的t0了)
2:如果t0定义为整个系统状态,在打开Q1的时候的t0,而此刻,才开始给Cr,Lr,Lp充电;为什么你讲,有谐振电流继续对励磁电流充电????谐振电流仍然大于励磁电流


谢谢
shyshihouyun
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LV8
副总工程师
  • 2015-5-28 13:38:00
 
呵呵,这个t0可不是系统开始的状态啊,这是在正常工作时任意选的一个点,至于这个点位置在图上可以看出来,你看14楼的第二个图,此时选的T0时刻是不是Q2处于导通状态,此时谐振电流在负半轴是不是比励磁电流大,只要谐振电流比励磁电流大就会继续充电
zj19841027
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LV6
高级工程师
  • 2015-5-28 14:09:09
 
谢谢哈,
正常工作时任意选的一个点’,也就是开始工作后的第2个周期(包含2个周期)后的任意选的一个点,是吧
shyshihouyun
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LV8
副总工程师
  • 2015-5-28 14:38:57
 
你可以这么理解
westbrook
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LV8
副总工程师
  • 2015-5-29 16:48:24
 
电路进入稳态后的电路波形。
yyuu123
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LV3
助理工程师
  • 2015-6-2 16:23:48
 
楼主,谐振电流继续对励磁电流充电?这个怎么理解啊,能详细解释下?它们不都是一条回路上的两个电流吗?
xuanyifeng
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高级工程师
  • 2015-6-24 20:13:41
 
请问法拉第定律可以判断励磁电感的正负吗?还有如何根据相位判断的D2导通呢,刚学LLC,还是看不太懂,求赐教
shyshihouyun
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副总工程师
  • 2015-6-25 17:11:28
 
根据相位判断不是跟反激一样的吗
wcm014
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高级工程师
  • 2016-5-18 20:32:41
 
楼主,如你所言“根据法拉第定律,此时应该是励磁电感是上负下正,再根据相位来判断 ,很显然这个时候应该是D2导通。图箭头标注的是谐振电流的流向”,,那为什么你的图片电流方向是上正下负呢? 本帖最后由 wcm014 于 2016-5-18 21:25 编辑

zj19841027
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  • 2015-5-28 11:17:57
 
楼住:
问个问题哈
ID是Q1的DS的电流波形,IDS1是Q2的DS的电流波形,(本人没玩过LLC),是这样的吗??
谢谢
shyshihouyun
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LV8
副总工程师
  • 2015-5-28 11:28:32
 
不是,ID是次级二极管的电流波形,IDS1是MOS管的电流波形
zj19841027
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高级工程师
  • 2015-5-28 11:19:20
 
13楼第1图
asimilar
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  • 2017-12-15 16:41:31
 
楼主,能不能把你的原文档提供一下,谢谢!
black_cheung
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LV8
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  • 2018-1-10 10:37:11
 
当GATE1驱动刚出来的时候,这时为什么原边的谐振电流为负?励磁电流也是为负?为何不是从0开始升?
ZDH2019
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助理工程师
  • 2021-4-4 15:22:34
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这就是LLC的优势所在啊,驱动发出来的时候,电流已经反向流过了其体二极管,其上电压为0,这就是ZVS
zy550sc
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高级工程师
  • 2015-6-1 21:07:06
 
我前段时间也在看LLC,就是这个LM被嵌压不加入谐振看不明白
lh6164
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  • 2015-6-2 08:33:34
 
只要副边绕组电流不为零,原边绕组就被钳位为n倍副边电压
westbrook
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  • 2015-10-28 15:25:34
 
这个时候Lm两端是有电压存在的(副边折射过来),类似于一个电压源,所以不参与谐振。
yyuu123
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助理工程师
  • 2015-6-2 15:56:43
 
楼主,问一个很菜的问题,LP两端电压被嵌位?能说的详细点吗?怎么被嵌位?被嵌位多少?
yyuu123
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LV3
助理工程师
  • 2015-6-2 16:03:24
 
楼主,问一个很菜的问题,LP两端的电压被嵌位?是怎么被嵌位的,能详细描述下吗,被嵌位成多少?
lh6164
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  • 2015-6-2 16:51:03
 
通过变压器耦合,具体见49楼
shyshihouyun
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  • 2015-6-3 09:20:13
 
55楼已经回答你的问题了,但我知道你的意思,所以我说得白话点,变压器什么时候两端才有感应电压呢?就是有变化的电流的时候,要是没有可变化电流的话,两端时没有感应电压的,这好像是法拉第定律,也记不太清楚了
gao12705
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  • 2016-1-15 00:02:22
 
小弟刚开始从事电源,问题比较简单。请问空载时LP为什么没被钳位?空载时输出恒定,那次级LS电压也恒定啊,相应的LP两端电压也应该被钳位啊?谢谢
MBL
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  • 2016-7-17 11:25:19
 
LLC谐振频率和变压器的工作频率一样吗?

black_cheung
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  • 2018-1-10 10:28:13
 
带载时被㟛位? 这个要如何理解?

paojiao
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  • 2015-7-24 14:06:43
 
这个图是在什么情况下的波形?
aninstone
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高级工程师
  • 2015-8-21 09:24:34
 
不错
wangdongchun
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  • 2015-11-13 22:45:59
 
同样是初学,感谢楼主分享            
zhizaibidedz
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  • 2018-10-19 11:20:45
 
请问为什么Lp是变压器初级的励磁电感吗?是的话,为什么变压器可以等效成Lp并联理想变压器,并且Ir和Ip为什么不相等,多余的电流流向哪里?不是的话,后面的解释为什么没有考虑变压器励磁电感?
ZDH2019
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助理工程师
最新回复
  • 2021-4-4 15:31:06
  • 倒数1
 
理想变压器不消耗能量,也不储存能量,只是单纯的传递能量;而实际变压器模型为理想变压器并LM励磁电感,再串一个lk漏感;
ic=ip+nis(副边二极管导通时,谐振电流=励磁电流+流向副边的能量)
abo1900
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本网技师
  • 2017-3-13 15:13:53
 
电容不是储能的吗,怎么要算到损耗去了?
hekaidi
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高级工程师
  • 2015-5-27 16:15:08
 
你好,我做的一个LLC是L6562+L6599恒压的满载时(24V*5A)当输出电流从0.13-3A的时候输出电压不变,当电流从3A继续往上增加的时候输出电压就变了是什么原因,还有输出的两个整流二极管不对称这又是什么原因,请指点
shyshihouyun
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  • 2015-5-27 16:49:16
 
首先申明下,我也是菜鸟,下面是个人见解
问题1;当电流从3A继续往上增加的时候会发生什么呢?负载增加,频率肯定会减少,那么很有肯能你此时的功率频率太低,已经低于谐振频率fr2了,很有可能进入ZCS区。
问题2:整流管二极管不对称,那驱动波形肯定也不对称,你先确定下是不是进入ZCS,这也会导致驱动波形不对称的
zj19841027
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高级工程师
  • 2015-5-27 17:04:29
 
继续听课
shyshihouyun
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LV8
副总工程师
  • 2015-5-27 17:24:00
 
不能只听啊,也要探讨,我也不懂
hekaidi
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高级工程师
  • 2015-5-27 20:34:58
 
当电流继续往上升的时候电压就往下降,差不多维持功率不变的情况吧
shyshihouyun
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LV8
副总工程师
  • 2015-5-28 08:12:36
 
这又貌似是带载能力不行,要不你上波形图看下,波形最好能说明问题
chenxi0209
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助理工程师
  • 2015-5-28 16:24:53
 
顶!做个记号,以后学习。
hekaidi
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  • 2015-6-3 09:30:04
 
楼主,你好,我最近做的LLC有些问题方便留下你的QQ交流一下么
hekaidi
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高级工程师
  • 2015-6-3 19:57:25
 
你好楼主,我这个L6599做的是恒压,慢慢加载的时候居然下降了,环路我调了很久都没有用,电流从1.3A到2.3A变化时输出频率居然都是147K是什么原因,芯片坏了还是光耦有问题,
lh6164
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  • 2015-6-4 08:01:41
 
1.是不是限频了,你算下6599的最小频率
2.光耦是不是饱和了
hekaidi
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  • 2015-6-4 10:01:45
 
我光耦的最小频率是50K不应该是线频吧

lh6164
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  • 2015-6-4 11:46:26
 
37楼楼主讲过了,去计算看看,2个谐振频率分别多少,很有可能Q值太大,增益不够
hekaidi
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  • 2015-6-4 17:06:21
 
我的Q值是0.29会太大了么
shyshihouyun
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  • 2015-6-4 18:25:53
 
Q值0.29不大啊,没有什么问题,很有可能像楼上说的是限频了,L6599有一个最小频率和最大频率设置,你计算看看,是不是最小频率是147KHZ了,最近手里事多,都没时间更新了,等展会回来才有时间来搞了
hekaidi
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高级工程师
  • 2015-6-4 19:26:36
 
我的最大频率是50KHz最大频率是200KHz,启动频率是300KHz,能问下你光耦是用什么型号的么
shyshihouyun
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LV8
副总工程师
  • 2015-6-5 08:07:09
 
个人觉得跟光耦关系不大,我就是普通的EL817B
hekaidi
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高级工程师
  • 2015-6-5 09:34:46
 
找到原因了,L6599的输出频率被限制在147KHz但是我按照上面的计算公式最小频率是50KH,为什么频率会被限制在147KHz吧,我是在meiyou接光耦的情况下测得的最小频率
风扇吹到我
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本网技工
  • 2016-5-6 11:27:59
 
AD上L6599是自己建的元件库吗?我在AD给的里面找不到
李笑声
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高级工程师
  • 2019-4-2 22:26:07
 
自己画啊,又不是仿真模型
lh6164
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  • 2015-6-4 19:33:23
 
Q值看起来是不大,你画增益曲线看看,实在不行上图上参数
wg249395523
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  • 2015-10-28 14:36:23
 
增益曲线依据什么来画呢?
lh6164
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  • 2015-5-29 16:49:36
 
楼主谦虚了
1.输出电压变低:满载Q值变大,是不是Q值取得太大导致增益不够,输出电压变低
2.输出整流管二极管电流不对称:全波整流?看驱动波形及各绕组漏感
shyshihouyun
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  • 2015-5-30 13:51:23
 
这估计要让问问题的老兄提供满载的输出电压电流,还有此时的谐振频率,可以算出他的Q值,在增益曲线上面看看此时的增益够不够
tornadojie
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  • 2015-6-2 22:23:03
 
测一个LLC下管的开关频率,如果没异常的话这频率会比计算的谐振频率fr要高一点,如果频率比计算的谐振频率要低,那就是你的参数有问题
lh6164
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  • 2015-6-3 08:13:56
 
工作在中间ZVS区域,右边ZVS区域以及双边ZVS区域都可以的吧,还是要看下增益曲线
lh6164
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  • 2015-6-2 17:07:48
 
跟楼主讨论一个LLC磁集成的变压器B值计算,我是偏向于前面一个公式,楼主有什么高见?
zj19841027
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  • 2015-6-3 08:38:55
 
我也偏向前面的公式,不过 下面的△B要*2,因为拓朴是半桥
zj19841027
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  • 2015-6-3 08:41:21
 
是*1/2
zj19841027
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  • 2015-6-3 08:41:36
 
shyshihouyun
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  • 2015-6-3 09:30:29
 
这里没有必要弄个1/2吧,不过他这里的Ir只能是励磁电感的峰值电流
lh6164
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  • 2015-6-3 10:39:27
 
按照他的思路确实要乘1/2,这两个公式都是照搬别人的计算,是我没统一起来,第一个公式△B为Bmax,电流为谐振电流最大值,把励磁电感与漏感叠加在一起计算出来的B值会偏大;第二个公式△B为2Bmax,只考虑了励磁电感没考虑漏感,计算出来的B值会偏小;一般我会取两者之间.还有一个公式我自己琢磨的,电流都是最大值,来讨论下!
shyshihouyun
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LV8
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  • 2015-6-3 09:16:41
 
这两个公式在某种程度上应该是等同的,V*TON=L*IP,个人观点
caiju
  • caiju
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  • 2015-7-9 11:48:54
 
赞同
haoyuan
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  • 2015-6-16 17:01:21
 
好,独到的理解!
钜微电源-小罗
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  • 2015-6-17 13:43:31
 
不错,关注!
shyshihouyun
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  • 2015-6-17 14:16:14
 
能得到老罗的评价,夫复何求
学海游轮
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  • 2015-7-7 18:07:32
 
LZ,我是新手 能否把仙童的LLC计算文章发过来看看
xuanyifeng
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  • 2015-8-7 14:43:44
 
请问楼主用MATLAB仿真过LLC的八个阶段的波形吗
lvjlong
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  • 2015-9-29 14:39:49
 
關注中!
apepower
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本网技师
  • 2015-10-9 16:51:09
 
顶楼主,感谢楼主这样的有心人,学习中
mh1002
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  • 2015-10-29 21:14:35
 
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电源之友
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高级工程师
  • 2015-11-14 12:47:49
 
对LLC之前不太懂,现在有些顿悟!!
wangdongchun
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总工程师
  • 2015-12-24 08:42:49
 
和楼主及坛友一起学习  谢谢楼主分享
rensheng
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高级工程师
  • 2016-1-7 09:06:58
 
刚到,默默学习中。
ckj_ck
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LV10
总工程师
  • 2016-3-6 12:42:42
 
你好,我最近刚开始着手LLC,fly大师,cmg大师,以及仙童的LLC计算权威几篇文章能够分享给我么?多谢啊,我邮箱:1025447575@qq.com
w306796
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助理工程师
  • 2016-3-6 22:12:39
 
很好,讲的很好,以前一直不知道什么是LLC,就知道两个电感和一个电容~今天才明白原来是多谐吖~哈哈~我是搞软开关的~
swiminthesky111
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本网技师
  • 2016-7-20 17:11:45
 
请问谐振网络,输入方波,为何输出为正弦波?谢谢

ckj_ck
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总工程师
  • 2016-7-21 00:31:42
 
去看电路原理书,选频网络(谐振网络)那个章节,
扩招前的大专生
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本网技工
  • 2017-9-9 15:48:37
 
这个你去看电路原理的  LRC 暂态响应方程 那一章,基本会明白的。
rensheng
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高级工程师
  • 2016-3-30 14:30:37
 
楼主,请继续实例讲解。
风扇吹到我
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本网技工
  • 2016-4-8 11:08:33
 
你好,楼主,我想知道一下你是仿真后开始画板子还是直接刻板子调试的,如果是仿真的话哪个仿真软件会有L6563和L6599这两个芯片?
pizige5241
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高级工程师
  • 2016-4-13 15:57:35
 
学习一下。
clwclw
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高级工程师
  • 2016-4-22 12:13:12
 
学习一下
ruohan
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副总工程师
  • 2016-5-6 14:15:56
 
[url=][/url]能讲一下,为什么不能工作在ZCS区域啊,,
laura1226
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高级工程师
  • 2016-8-3 15:16:21
 
是否可以这样理解,在ZCS区域,即工作于容性区,电流超前于电压,会出现 直通的情况
ruohan
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LV8
副总工程师
  • 2016-8-19 10:19:59
 
LLC 容性区域,其实不是在峰值增益左边的区域,对吧,
之前都在说容性区域是小于第一谐振频率(Lm和Cr)的区域,看来这种说法是不对的,,,,,
xinyifzq
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本网技工
  • 2017-7-18 16:52:12
 
为什么不能工作在ZCS区域,对系统有什么不利的影响吗?
swiminthesky111
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本网技师
  • 2016-7-20 16:04:40
 
楼主,请问串联LLC谐振电路,开关管在开通时实现了ZVS,而在关断时候是有损耗吧?这个损耗大吗?那这么说LLC只减少了一半的开通损耗,而还存在另一半关断损耗?是这样理解的吗?谢谢。
王金刚
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高级工程师
  • 2019-7-30 20:14:48
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ZVS开通,关断是有损耗,虽然关断电流不为0,但是电压几乎为0,所以损耗不大
周旭权
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高级工程师
  • 2016-7-26 18:14:04
 
请问你看这几篇文章哪里可以找到?

世纪电源网-编辑
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楼主最新参赛贴,大家可以多多支持

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世纪电源网-编辑
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楼主最新参赛贴,大家可以多多支持

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【第五期·龙腾杯】电源原创技术大赛 重磅回归!!!
活动链接:http://bbs.21dianyuan.com/thread-241589-1-1.html



楼主最新参赛贴,大家可以多多支持


C组 200W LED驱动电源带0-10V调光 拓补PFC+LCC


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世纪电源网-编辑
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楼主最新参赛贴,大家可以多多支持

C组 200W LED驱动电源带0-10V调光 拓补PFC+LCC

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qhm
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高级工程师
  • 2017-4-8 16:02:49
 
菜鸟变大神了
JamesRamirez
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本网技师
  • 2017-4-19 15:07:09
 
来膜拜的,收藏一下,
sncms7
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我是小白!来学习的!
潜伏的工程师
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助理工程师
  • 2017-10-18 13:21:55
 
学习中。 共勉
李笑声
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学习
yu475311467
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高级工程师
  • 2017-10-24 21:09:52
 
各位高手,不好意思,打扰了。我们现在刚入门,搭建了一个LLC的电路,现在输出波形是这个样子,不知道应该怎么去解决,请问您们能赐教一下吗?不胜感激!
IMG_6046.JPG
电秾
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本网技工
  • 2017-12-19 18:47:56
 
楼主,我这里详细推导了LLC的公式,有什么问题还望不吝赐教。不过就是手写的,比较模糊。
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mengyong
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  • 2018-7-31 16:39:38
 
学习了
zhizaibidedz
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本网技工
  • 2018-10-19 11:23:17
 
请问为什么Lp是变压器初级的励磁电感吗?是的话,为什么变压器可以等效成Lp并联理想变压器,并且Ir和Ip为什么 ?不是的话,后面的解释为什么没有考虑变压器励磁电感?
KKKK逛
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本网技师
  • 2018-11-22 11:40:17
 
学习
geojion
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高级工程师
  • 2019-3-6 10:52:58
 
学习
mypower21DY
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总工程师
  • 2019-4-9 11:48:57
 
同感,学习!         
第二人生
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本网技师
  • 2019-4-21 09:44:21
 
fly大师、cmg大师,仙童的LLC是哪些啊,想了解一下
selfhelp
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非常感谢,学习中
lynn_ricky
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高级工程师
  • 2019-6-22 19:49:53
 
学习了
,,
zengzh
  • zengzh
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LV4
初级工程师
  • 2020-3-19 11:10:23
  • 倒数8
 
大师:请教下做LED驱动电源,恒流的,LED电压是变化的要怎么设计呢?
北方有鱼
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本网技师
  • 2020-4-29 18:57:01
  • 倒数7
 
你这不是菜鸟了啊,大神啊 ,啥时候整理成一个文件就好了啊
北方有鱼
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本网技师
  • 2020-4-29 19:00:50
  • 倒数6
 
fly大师,cmg大师,以及仙童的LLC计算权威几篇文章。这些能不能发给我下,兄弟
q610860616
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高级工程师
  • 2020-8-9 22:49:41
  • 倒数5
 
一直没搞懂假如在原有的基础上,刻意增大Lp,其他参数都不变,电路会发生什么变化吗?
根据我的理解,如果Lp增加,励磁电流会降低一些,对效率比较好,同时Lp增加但Lr不变,那个K值是增加的,这会改变增益曲线的平坦度,结果就是满载半载空载,者之间的频率跨度就会变得很大。
但我目前实际的测试结果跟我的理解有差距,我现在有个电源,谐振频率设定的是90K,满载工作的时候,工作频率刚好等于90K,工作频率等于谐振频率,我很满意。但我后来刻意增加原边电感量(在确保谐振电感不变的前提下),目前的结果尽然满载时,工作频率就略低于谐振频率,不知道这是为何,我一下子就蒙圈了,跟我的理解不一样了。
我只是变相改变了K值和原边励磁电流而已,顶多就是频率变化范围变大而已,为什么让我满载的时候,工作频率变低了?
peterchen0721
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副总工程师
  • 2020-8-10 10:14:35
  • 倒数4
 
81樓有答案,Lp加大曲線變平緩諧振頻率點往左半平面移動。
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