LLC谐振槽电流波形-综合电源技术-世纪电源网社区

sm0904

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2010-12-26 20:54:09

10问答币

最近刚刚开始学习LLC，发现其中的一点问题，一直让我想不通，在谐振槽中电容上的电流波形是正弦波（谐振点上），但是为什么励磁电感上的电流波形会是三角波呢，电容和励磁电感不是串联的吗？虽说原理上来说正弦波和三角波相减就是输出电流了，但是两个串联的器件上电流为什么会不一样我还是想不通，请大侠指点。

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cmg

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励磁电感的三角波是看不到的，除非用单独的变压器，你能看到的流过励磁电感的电流波形就是准正弦。

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		2 fuliu6 fuliu6 离线 LV8 副总工程师积分：4023 \| 主题：36 \| 帖子：1344 访问空间发消息积分:4023 LV8 副总工程师 2010-12-26 21:23:54
		谐振电容与谐振电感的电流是一致的啊，是不是应该叫串并联电路？回复 \| 举报 \|

			3 sm0904 sm0904 离线 LV2 本网技师积分：137 \| 主题：3 \| 帖子：12 访问空间发消息积分:137 LV2 本网技师 2010-12-26 21:34:43
			大侠，我说的是励磁电感，不是谐振电感，励磁电感上不是三角波吗？回复 \| 举报 \|

				4 cmg cmg 离线 LV7 版主积分：13579 \| 主题：114 \| 帖子：4738 访问空间发消息积分:13579 版主 2010-12-27 09:02:39
				励磁电感的三角波是看不到的，除非用单独的变压器，你能看到的流过励磁电感的电流波形就是准正弦。回复 \| 举报 \|

					6 电源2008 电源2008 离线 LV3 助理工程师积分：246 \| 主题：5 \| 帖子：68 访问空间发消息积分:246 LV3 助理工程师 2011-1-18 10:07:17
					我想楼主的意思在说，这几个原件是串联在一起的，怎么流过他们的电流会不一样？呵呵回复 \| 举报 \|

						7 Preston Preston 离线 LV8 副总工程师积分：5561 \| 主题：11 \| 帖子：1621 访问空间发消息积分:5561 LV8 副总工程师 2011-1-18 10:59:20
						流过变压器的电流，一部分励磁，一部分耦合到次级了。回复 \| 举报 \|

					8 allen-leon allen-leon 离线 LV7 版主积分：11858 \| 主题：158 \| 帖子：5411 访问空间发消息积分:11858 版主 2011-1-18 11:59:56
					不帶載的時候測試出來的電流就是勵磁電流占主要部分，基本上是三角波。。回复 \| 举报 \|

						9 cmg cmg 离线 LV7 版主积分：13579 \| 主题：114 \| 帖子：4738 访问空间发消息积分:13579 版主 2011-1-18 12:57:34
						也对。回复 \| 举报 \|

							10 allen-leon allen-leon 离线 LV7 版主积分：11858 \| 主题：158 \| 帖子：5411 访问空间发消息积分:11858 版主 2011-1-18 13:03:00
							剛剛沒找到那時候測試的波形，現在剛找到來，讓樓主和各位看看。。回复 \| 举报 \|

								11 iweikang iweikang 离线 LV6 高级工程师积分：844 \| 主题：2 \| 帖子：54 访问空间发消息积分:844 LV6 高级工程师 2011-2-21 14:03:25
								上图电流波形波峰波谷中为什么有个突然下降的波形啊?什么原因造成？回复 \| 举报 \|

									13 allen-leon allen-leon 离线 LV7 版主积分：11858 \| 主题：158 \| 帖子：5411 访问空间发消息积分:11858 版主 2011-2-21 14:25:15
									上下臂的死区时间，电流在转换方向中。。。死区时间内谐振腔循环能量维持不够，电流跌落。。回复 \| 举报 \|

										14 iweikang iweikang 离线 LV6 高级工程师积分：844 \| 主题：2 \| 帖子：54 访问空间发消息积分:844 LV6 高级工程师 2011-2-22 11:51:52
										那该属于不正常现象吧？该如何改进？回复 \| 举报 \|

										15 cmg cmg 离线 LV7 版主积分：13579 \| 主题：114 \| 帖子：4738 访问空间发消息积分:13579 版主 2011-2-22 13:42:48
										不对，是变压器的的分布电容造成的。回复 \| 举报 \|

											16 allen-leon allen-leon 离线 LV7 版主积分：11858 \| 主题：158 \| 帖子：5411 访问空间发消息积分:11858 版主 2011-2-22 14:31:05
											oh??变压器的分布电容如何造成这个现象？请大侠细说。。。。。。。。回复 \| 举报 \|

cmg

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2011-2-22 15:29:57

画个图最好说。电流探头测量的是励磁电感和分布电容的合成电流，而不是真正的励磁电流，当中间点的电压变化时分布电容会充放电，这个电流就是那个缺口的电流。其实从这个缺口也可以计算出电容分布电流。

allen-leon

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2011-2-22 17:30:31

你这个分布电容包含变压器层间电容，PCB分布电容，还有谐振电容？？

cmg

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2011-2-22 18:17:13

不包括谐振电容

Preston

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2011-2-22 18:20:47

这个分布电容，是不是应该计为变压器分布电容和电感分布电容的串联。。。
变压器和电感是串联关系，如果仅是变压器的分布电容充放电，电流变化率会受电感电流限制的吧。。。

cmg

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2011-2-22 21:29:35

那要看电感和变压器是怎么做的，如果分开可以这么认为，但目前很多是合二为一的。

							37 shixianghua shixianghua 离线 LV2 本网技师积分：160 \| 主题：4 \| 帖子：24 访问空间发消息积分:160 LV2 本网技师 2012-6-28 15:56:53
							郭大师，我总算找到您了，我在做全桥LLC，现在我的电路中，电流波形很不好，在fs<fr时，即非连续区内，我的电流都震荡的很厉害，不像网上的很多帖子论坛中放出来的波形那么好，都不存在震荡的。我的这个到底是怎么回事啊，我分析了一下，未果，完全不知道该如何抑制，不知道郭大师，可否经手过此种情况？求指导。回复 \| 举报 \|

								38 easy126 easy126 离线 LV2 本网技师积分：111 \| 主题：1 \| 帖子：4 访问空间发消息积分:111 LV2 本网技师 2012-10-27 02:54:18
								是变压器的寄生电容造成的，请优化变压器设计回复 \| 举报 \|

									43 guojiyan_28 guojiyan_28 离线 LV3 助理工程师积分：238 \| 主题：0 \| 帖子：17 访问空间发消息积分:238 LV3 助理工程师 2012-10-27 16:36:47
									我也遇到相同的情况，就是变压器次级电流为0时，初级电流会振荡，一直没有找出原因，请高手帮忙，谢谢回复 \| 举报 \|

									44 guojiyan_28 guojiyan_28 离线 LV3 助理工程师积分：238 \| 主题：0 \| 帖子：17 访问空间发消息积分:238 LV3 助理工程师 2012-10-27 16:38:58
									我觉得跟变压器没有关系回复 \| 举报 \|

								42 guojiyan_28 guojiyan_28 离线 LV3 助理工程师积分：238 \| 主题：0 \| 帖子：17 访问空间发消息积分:238 LV3 助理工程师 2012-10-27 16:34:34
								我也遇到相同的情况，就是变压器次级电流为0时，初级电流会振荡，一直没有找出原因，请高手帮忙，谢谢回复 \| 举报 \|

						41 guojiyan_28 guojiyan_28 离线 LV3 助理工程师积分：238 \| 主题：0 \| 帖子：17 访问空间发消息积分:238 LV3 助理工程师 2012-10-27 16:25:06
						对回复 \| 举报 \|

			39 daxia4540827 daxia4540827 离线 LV10 总工程师积分：12370 \| 主题：190 \| 帖子：5707 访问空间发消息积分:12370 LV10 总工程师 2012-10-27 10:11:02
			你要先分清谐振电感合励磁电感！回复 \| 举报 \|

				40 daxia4540827 daxia4540827 离线 LV10 总工程师积分：12370 \| 主题：190 \| 帖子：5707 访问空间发消息积分:12370 LV10 总工程师 2012-10-27 10:11:20
				和谐振电容串联的是谐振电感！回复 \| 举报 \|

		5 Coming.Lu Coming.Lu 离线 LV7 版主积分：50193 \| 主题：39 \| 帖子：15999 访问空间发消息积分:50193 版主 2010-12-30 22:21:34
		因为变压器端电压是方波，所以变压器励磁电感上是线性变化的，也就是三角波。当然，是单独的励磁电感上才能测到三角波了，如果是集成的，那还要加上一个正弦波的电流。回复 \| 举报 \|

		12 allen-leon allen-leon 离线 LV7 版主积分：11858 \| 主题：158 \| 帖子：5411 访问空间发消息积分:11858 版主 2011-2-21 14:23:43
		空载时候激磁电流占主要部分，表现为三角波。。满载时候谐振电流占主要部分，表现为正弦波。。回复 \| 举报 \|

			17 cdzx11 cdzx11 离线 LV10 总工程师积分：10107 \| 主题：37 \| 帖子：3956 访问空间发消息积分:10107 LV10 总工程师 2011-2-22 14:37:34
			三角波实际上是正弦波中比较接近直线的一段吧？空载的时候，开关频率高于谐振频率，开关管的切换动作把正弦波打断了，所以看起来似乎就成了三角波。回复 \| 举报 \|

				18 Preston Preston 离线 LV8 副总工程师积分：5561 \| 主题：11 \| 帖子：1621 访问空间发消息积分:5561 LV8 副总工程师 2011-2-22 15:07:47
				不是的吧。因为变压器励磁电感近似为理想电感，两端电压固定的时候励磁电流是直线上升的。回复 \| 举报 \|

					20 cdzx11 cdzx11 离线 LV10 总工程师积分：10107 \| 主题：37 \| 帖子：3956 访问空间发消息积分:10107 LV10 总工程师 2011-2-22 15:31:51
					问题是电感串联了电容，如果开关频率和谐振频率相差足够大，那么电容的影响可以忽略，否则就应该是按正弦规律变化的。事实上，当我们连续调节负载电流，就能看到从正弦波到几乎是三角波的过渡过程。如果你自己做一下这个实验，大概你就不会认为那不是正弦波的一个片段了。回复 \| 举报 \|

						21 Preston Preston 离线 LV8 副总工程师积分：5561 \| 主题：11 \| 帖子：1621 访问空间发消息积分:5561 LV8 副总工程师 2011-2-22 16:12:41
						我天天调LLC好不。。。 LLC的最高频率一般也就是谐振频率的3倍，再高的话增益变化有限，只能靠间歇工作来调压。回复 \| 举报 \|

							22 cdzx11 cdzx11 离线 LV10 总工程师积分：10107 \| 主题：37 \| 帖子：3956 访问空间发消息积分:10107 LV10 总工程师 2011-2-22 17:11:58
							那你能说所谓的三角波，不是实际上的正弦波中的一段？三倍频率还不足以把那条线完全拉直吧？还不能完全忽略电容上的电压变化吧？电容上的电压变化就意味着电感两端的电压也在变化吧？那di/dt还是常数吗？当然，如果频差再大，的确可以认为电流的变化斜率是一个常数，波形是一个三角波。回复 \| 举报 \|

								23 allen-leon allen-leon 离线 LV7 版主积分：11858 \| 主题：158 \| 帖子：5411 访问空间发消息积分:11858 版主 2011-2-22 17:27:38
								根据LLC变压器模型，轻载时谐振电流分量太小，激磁电流一直存在的，呈线性变化，只是在轻载时由于谐振电流分量太小，主要体现为激磁电流--》三角波，不知道你们还在讨论啥。。回复 \| 举报 \|

									27 cdzx11 cdzx11 离线 LV10 总工程师积分：10107 \| 主题：37 \| 帖子：3956 访问空间发消息积分:10107 LV10 总工程师 2011-2-22 18:34:14
									重载的时候，励磁电感和负载并联（当然要考虑变压器的变比），这实际上导致等效串联电感降低（把LR并联回路转换成等效的串联回路），这时候串联谐振频率较高，接近L_r和C_r的谐振频率。空载的时候，总电感量等于L_r+L_P，串联谐振频率比重载的时候低得多——这是我没考虑到的问题。由于L_P数倍于L_r，所以当轻载的时候，开关频率和谐振频率之间的差异并不是前面说的3倍，而是10倍左右，所以di/dt的斜率比前面考虑的更接近常数。当然，如果一定要坚持认为这是正弦波的一个片段，从理论上讲肯定是没有错的（大约只有1/20周期），但实际上合理想的三角波也足够接近了，认为是三角波肯定也是恰当的。回复 \| 举报 \|

										28 allen-leon allen-leon 离线 LV7 版主积分：11858 \| 主题：158 \| 帖子：5411 访问空间发消息积分:11858 版主 2011-2-22 19:06:55
										我不认为这是正弦波的一个片段，呵呵，意思是不是谐振电流的一个片段。。回复 \| 举报 \|

											30 cdzx11 cdzx11 离线 LV10 总工程师积分：10107 \| 主题：37 \| 帖子：3956 访问空间发消息积分:10107 LV10 总工程师 2011-2-22 20:06:32
											呵呵…… 从理论上讲只要电感上串联了电容，那么当在上面加上一个固定电压，那么电感电流的上升就不可能是一条直线，因为电感电流给电容充电必然会改变自身的两端电压，最终这个电流的变化规律肯定是按正弦波的规律变化。只不过，当加上电压的时间足够短，远小于LC谐振频率的时候哦，仍然坚持按正弦波的规律去分析这个电流是没有实际意义的，因为这只会有一个很小的误差。就像我们讨论的这个问题，因为电压存在的时间只有大约二十分之一个周期（估计值）。如果按二十分之一机算，那么误差只有不到1%，不要说肉眼看不出来，实际计算的时候也是可以忽略的。实际上我已经认可把这个波形看做三角波，只不过有点嘴硬，坚持说自己也没错而已。或者，这儿两种看法其实都没有本质的差异。回复 \| 举报 \|

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2011-2-22 22:12:22

说来说去都说糊涂了。
这会儿才反应过来，我当初为什么会坚持认为这个波形任然是正弦波的一部分了：
在谐振点（重载），电感电流应该是一个完整的正弦波；随着负载减轻，这个波形逐渐变成了被切掉一块的正弦波；直到空载，波形变成三角波。
不过，我们也可以这样看：把这个过程中所有的波形都看作被切割了的正弦波形，那么这个过程将是一个平滑的，连续的过程——事实不正是这样的吗？

Preston

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2011-2-22 22:45:39

其实，带载以后，无论轻载重载，工作频率有可能基本不变的。
所以，你的“切割”的说法，不是很好。。。
只有当变压器变比固定，输入输出电压比变化的时候，才会出现你说的在不同位置“切割”的波形。。。

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2011-2-22 23:25:41

其实，争来争去最后都不知道争什么了。
我写着段话，只是说我当初是怎么考虑的，并不影响结论。
事实上，理想的正弦波和理想的三角波都是不存在的东西。
轻载时候LLC的电流波形更接近哪一个还是一个问题呢，毕竟两者的误差已经不到1%了，稍有一点畸变结果就不一样了，何况磁芯本来就是非线性的。

ckj_ck

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2016-5-5 20:26:51
倒数4

哈哈，赞同赞同，真是详细到位的解读啊，正弦即精确的判断，三角即近乎精确的判断，差异只在到底是认为，电容（或励磁电感）上的电压是完全不变，还是只是几乎近似不变的，实际上是有那么一点点变化的，然后就是变化的di/dt，在接着就是解微分方程的事情了～ 本帖最后由 ckj_ck 于 2016-5-5 20:28 编辑

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2019-6-2 21:47:07
倒数2

其实都对，只不过你们两个一个从真实的物理情况来分析，一个从电路理论来分析罢了。（真实物理情况是没有激磁电感这个东西的，但是电路理论为了能够描述，引入了激磁电感）

星宇

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2011-2-22 22:56:50

这个是与你的频率有关的，当感抗远大于容抗时电流以就是三角波的！

										29 Preston Preston 离线 LV8 副总工程师积分：5561 \| 主题：11 \| 帖子：1621 访问空间发消息积分:5561 LV8 副总工程师 2011-2-22 19:13:06
										我承认你说的很有道理。大概就是这么回事。回复 \| 举报 \|

										36 nisem.wang nisem.wang 离线 LV2 本网技师积分：186 \| 主题：2 \| 帖子：27 访问空间发消息积分:186 LV2 本网技师 2011-6-8 18:28:00
										请指教，开关频率和谐振频率之间的差异怎么就10倍？   在做K值取值时，一般Lp/Lr会做在3~6之间。  无解你的10倍怎么冒出来的。回复 \| 举报 \|

											45 waterayay waterayay 离线 LV6 高级工程师积分：551 \| 主题：3 \| 帖子：214 访问空间发消息积分:551 LV6 高级工程师 2013-1-23 17:24:21
											回复 \| 举报 \|

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倒数10

排队。

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2014-6-17 21:34:22
倒数9

一直关注中

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2014-6-17 21:54:31
倒数8

好厉害

tonyleu

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2014-6-18 11:02:07
倒数7

LLC估计只有这些高工才能搞清楚，理论不太好懂

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2014-6-18 13:52:03
倒数6

在这里看到水哥，荣幸呀。

										51 ckj_ck ckj_ck 离线 LV10 总工程师积分：14256 \| 主题：91 \| 帖子：953 访问空间发消息积分:14256 LV10 总工程师 2016-5-5 20:23:08 倒数5
										我一直都是从公式推导去直接理解的L和R并联，在和lc串联的时候，谐振频率降低的现象，除非是极限情况，很容易就理解了，不需要推导公式。但是您说的，把LR并联回路转换成等效的串联回路，我感觉，这貌似会是一种十分直观，并且计算更加方便很多的方法，不知阁下能否提供相关资料拜读一下如何等效？回复 \| 举报 \|

										53 ckj_ck ckj_ck 离线 LV10 总工程师积分：14256 \| 主题：91 \| 帖子：953 访问空间发消息积分:14256 LV10 总工程师 2016-5-5 21:03:57 倒数3
										我试着用等效阻抗推导了下等效电感和电阻串联，然后求导看了下单调性，的确和预想的一样，特别直观，等效串联电感随着原电阻的增大而增大，等效串联电阻先增大后减小，真是受益匪浅，感谢回复 \| 举报 \|

		55 熊紅熊紅离线 LV6 高级工程师积分：1216 \| 主题：1 \| 帖子：76 访问空间发消息积分:1216 LV6 高级工程师最新回复 2019-6-4 23:02:15 倒数1
		謝謝分享，學習了回复 \| 举报 \|