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【文原创】论LLC的工作原理和轻载增益失真

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hwx-555
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总工程师
  • 2015-8-22 09:17:13
首先,对于LLC是站在门往里面的位置,对于论LLC工作原理,希望过解述和讨论,更进一步加深对LLC的认识。
LLC其零电压开关的特性适应了我们追求低开关损耗高效要求。
LLC谐振转换器一般包含一个带MOSFET的控制器、一个谐振网络和一个整流网络。其中,控制器以50%的占空比交替为两个MOSFET提供栅极信号,并随负载变化改变工作频率,调节输出电压Vout,这被称为脉冲频率调制 (PFM)。谐振网络由两个谐振电感和一个谐振电容组成(L-L-C)。谐振电感Lr、Lm,以及电容Cr,主要相当于一个分压器,其阻抗随工作频率的变化而变化,以获得需要的输出电压。由整流网络对谐振网络产生的正弦波进行整流,然后提供给输出级。
XIAOTU80
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版主
  • 2015-8-22 21:22:24
 
轻载增益失真会有响声?
hwx-555
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总工程师
  • 2015-8-24 08:02:27
 
不一定的
gaohq
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LV10
总工程师
  • 2015-8-22 22:07:05
 
这个控制芯片有没有 跳频模式呢?
Bodoni
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总工程师
  • 2015-8-23 19:27:35
 
题主 没谈ic,调频模式是具体对轻载增益 的对策。
hwx-555
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总工程师
  • 2015-8-24 08:03:13
 
是的,跳频是一种对策
Bodoni
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LV10
总工程师
  • 2015-8-23 19:24:49
 
轻载增益失真
楼主的意思是 轻载增益没有仿真图那样,完美,这么直,单调,

小凡凡
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副总工程师
  • 2015-8-23 19:55:06
 
轻载增益失真,这个词高大上了一点。
是不是说频率变化范围过宽,空载稳不住????
hwx-555
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总工程师
  • 2015-8-24 08:05:05
 
对,存在输出不可控或漂移等现象
hwx-555
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总工程师
  • 2015-8-24 08:19:48
 
主要是由于变压器分布的杂散电容,存在由Lr与Cs(变压器分布的散杂电容)形成的增益。在负载变小时,其对系统的增益影响会不断增大,会导至输出异常。
jiekou514
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LV8
副总工程师
  • 2015-8-24 10:28:29
 
楼主可否讲解下LLC拓扑的工作原理及两个MOS关断、开通时的电流回路。。
hwx-555
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LV10
总工程师
  • 2015-8-24 13:41:27
 





从原理上来说,LLC是有两个谐振点的串联谐振电路

hwx-555
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总工程师
  • 2015-8-24 13:46:09
 
原理从简单来说,LLC谐振转换器一般包含一个带MOSFET的控制器、一个谐振网络和一个整流网络。其中,控制器以50%的占空比交替为两个MOSFET提供栅极信号,并随负载变化改变工作频率,调节输出电压Vout,这被称为脉冲频率调制 (PFM)。谐振网络由两个谐振电感和一个谐振电容组成(L-L-C)。谐振电感Lr、Lm,以及电容Cr,主要相当于一个分压器,其阻抗随工作频率的变化而变化,以获得需要的输出电压。
hwx-555
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LV10
总工程师
  • 2015-8-24 13:51:56
 
如图:


hwx-555
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LV10
总工程师
  • 2015-8-24 13:43:40
 
了解MOS的开通、关断电流,可看如下ST中的说详讲述:
ST_LLC半桥分析.pdf

qq80644864
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  • 2015-8-24 17:57:58
 
5兄帮忙看我帖子里选的参数怎样
hwx-555
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总工程师
  • 2015-8-25 08:05:06
 
哈,看了设计,步骤清晰明了,
qq80644864
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  • 2015-8-25 08:26:36
 
第一次搞呀,好多东西不明了的,5兄要多指导下我啊
hwx-555
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总工程师
  • 2015-8-25 10:01:26
 
指导不敢啊,也是在摸索中。上次5101有没有搞一下?
qq80644864
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版主
  • 2015-8-25 10:16:19
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都没时间搞,现在都在整公司项目……一个人
hwx-555
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总工程师
  • 2015-8-25 10:25:26
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要求配助手啊
qq80644864
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  • 2015-8-25 10:52:27
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希望有啊……
qiuyanghui
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初级工程师
  • 2015-8-25 11:29:36
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搬椅子来坐,听听。还一个整流电路呢?
hwx-555
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总工程师
  • 2015-8-25 14:14:20
  • 倒数6
 
分布电容Cr随负载带载减轻参与系统的影响加大,轻载增益失真,电压不可控、炸机。那么有那些方法来处理:
1,假负载,带一定假负载会比空载时的最大频率要低,使系统最大频率降低到失真之前。但对待机有影响

hwx-555
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总工程师
  • 2015-8-27 10:21:27
  • 倒数5
 
本帖最后由 hwx-555 于 2015-8-27 10:34 编辑

2,跳频模式

空载时由于光耦导通有可能达到极限时无法调节输出电压,因此运用跳频模式处于间歇工作状态来达调节电压。
很多IC均有最小和最大频率设定,因此只需把最大频率设置在Lr与Cs造成的增益影响正常工作的频率点之前。当进入到增益失真时,进入跳频模式,在间歇工作下调节输出电压。
小凡凡
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副总工程师
  • 2015-8-27 23:23:01
  • 倒数4
 
本帖最后由 小凡凡 于 2015-8-27 23:35 编辑

LLC的空载、轻载问题,可能很多人觉得不是个问题。
但如果真的要想把效率做到极致,最终还是需要认真研究研究。
前几天坐车回家时,我想,为什么有些公司可以把产品的效率做到97%以上。
如果采用LLC,输入电压范围也较窄,然后频率的变化也不大,拓扑不就绝大部分时间工作在最佳状态吗。
他们最后要解决的应该只有两个问题:1、保持时间;2、空载、轻载问题。
关于保持时间的问题,输入电压的变化范围、HVDC的幅值、CIN的容量,应该是重点;
250--390V,1.56倍的输入范围;
300--400V,1.33倍的输入范围;
320--400V,1.25倍的输入范围;
300--420V,1.40倍的输入范围;
320--420V;1.30倍的输入范围;
显然,对于相同的负载,面对不同的输入电压范围,要求的频率变化范围应该也不一样。
关于空载、轻载的问题,除了在参数配置上下点功夫。
最主要的,可能还是要采用一些非常规的方法,比如,以前有人说轻载工作在PWM模式啊(没见过)。
没怎么研究LLC,这个大概的思路应该没错。

有些东西应该与反激一样,只不过是叫法不同,定义不同。
不管怎样设计,讨论空载的问题,应该要把输出电流的大小和输入电压的变化范围考虑进来吧。




hwx-555
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总工程师
  • 2015-8-28 08:08:00
  • 倒数3
 
说得很好,轻载其实也应是我们关注的重点。
当然轻载PWM觉得难实现,调频容易,谐振下脉宽没法改变。
小凡凡
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LV8
副总工程师
  • 2015-8-28 21:16:30
  • 倒数2
 
我只是用软件计算时,发现有这个趋势,具体的定量计算,还不是很明白。


本帖最后由 小凡凡 于 2015-8-28 21:17 编辑

hwx-555
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总工程师
最新回复
  • 2015-9-1 09:30:54
  • 倒数1
 
3,增大K值

其它同等参数下,增大K值,Lr变小,使Lr与Cs产生的增益往更高的频率推移,提高失真点。
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