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一种开环LLC电路控制方法

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boy59

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2021-8-24 15:41:06

开环LLC也称作电子变压器，让电路始终工作在谐振状态保持高效率并具有隔离、变压的功能但不具备稳压能力（工频变压器的高频版）。

LLC电路的谐振频率是固定的fr=1/(2*pi*√L*√C)，但实际产品中无法保证电感L和电容C的一致性及稳定性导致谐振频率发生偏移，所以采用固定谐振频率的控制方法不是很理想。电子镇流器电路可以自动工作在谐振频率上不过其对应的是固定负载，当负载发生大范围变化工作状态就不理想了。

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		2 boy59 boy59 离线 LV10 总工程师积分：16430 \| 主题：118 \| 帖子：2779 访问空间发消息积分:16430 LV10 总工程师 2021-8-24 20:47:32 倒数8
		一种方法就是利用 LLC电路的特性曲线，见下图 k=6.jpg (46.75 KB, 下载次数: 30) 下载附件 2021-8-24 20:47 上传图1-1 LLC电路归一化直流增益曲线上图LLC电路发生谐振时增益G=1其不受负载和k值影响，反过来如果保持增益恒等于1那么电路将始终工作在谐振点附近。回复 \| 举报 \|

			3 boy59 boy59 离线 LV10 总工程师积分：16430 \| 主题：118 \| 帖子：2779 访问空间发消息积分:16430 LV10 总工程师 2021-8-24 21:10:40 倒数7
			基于这样原理搭建“开环”LLC电路如下：开环LLC电路图.jpg (72.86 KB, 下载次数: 33) 下载附件 2021-8-24 21:09 上传图1-2 “开环”LLC电路图1-2中除了LLC主功率电路外还包含一个辅助绕组，一个反馈控制电路，一个压控振荡器，两个自举电路。辅助绕组为原边电路供电兼做原边反馈用可以省去光耦（漏感有一定影响）；反馈环路实现的是增益G=1而不是输出稳压，对于G=1的环路补偿比输出稳压要容易实现（电压模式）；压控振荡器通过电阻调节将频率范围限制在80kHz~120kHz范围内，图1-2中LLC电路的理论谐振频率是100kHz；自举电路配备了两路，其中下管无自举功能只为驱动对称；综上这种“开环”LLC电路其实不是真正的开环，但是通过限制压控振荡器频率范围及将工作点设在增益G=1处可以很好的兼顾高效性和动态性，下图为谐振电流及输出电压波形。谐振波形.jpg (29.83 KB, 下载次数: 30) 下载附件 2021-8-24 21:09 上传图1-3 谐振波形回复 \| 举报 \|

				4 boy59 boy59 离线 LV10 总工程师积分：16430 \| 主题：118 \| 帖子：2779 访问空间发消息积分:16430 LV10 总工程师 2021-8-24 21:21:27 倒数6
				假设批量生产时谐振腔参数不一致，分别取谐振电感Lr为110uH、90uH、70uH，结果如下：参数变化.jpg (71.94 KB, 下载次数: 27) 下载附件 2021-8-24 21:22 上传图1-4 谐振腔参数不同的开环LLC波形图1-4显示不同谐振腔参数电路仍然可以工作在各自的谐振状态下，输出电压保持不变（因输入电压恒定，增益G=1）.。同一谐振腔参数当负载发生变化时的波形如下：不同负载.jpg (63.93 KB, 下载次数: 30) 下载附件 2021-8-24 21:21 上传图1-5 不同负载下的开环LLC波形图1-5显示当不同负载下电路依能保持工作在谐振状态附近。回复 \| 举报 \|

		5 boy59 boy59 离线 LV10 总工程师积分：16430 \| 主题：118 \| 帖子：2779 访问空间发消息积分:16430 LV10 总工程师 2021-8-25 09:54:10 倒数5
		谐振点上扫描得到的bode图如下： bode图.jpg (48.75 KB, 下载次数: 26) 下载附件 2021-8-25 09:53 上传图2-1 谐振点bode图用PI补偿后将穿越频率设置在2kHz处得如下动态图：负载跳变.jpg (43.31 KB, 下载次数: 31) 下载附件 2021-8-25 09:54 上传图2-2 负载跳变动态图回复 \| 举报 \|

			6 andywang andywang 离线 LV8 副总工程师积分：3140 \| 主题：8 \| 帖子：376 访问空间发消息积分:3140 LV8 副总工程师 2021-8-25 11:21:24 倒数4
			有点不太明白，“反馈环路实现的是增益G=1而不是输出稳压”，反馈为何实现增益为1，给人第一感觉反馈就是辅助绕组电压，根据匝比次级电压也确定了。有点像PSR方式。问题是：这只能实现恒压，为何能实现增益始终为1？请指教，谢谢！回复 \| 举报 \|

				7 boy59 boy59 离线 LV10 总工程师积分：16430 \| 主题：118 \| 帖子：2779 访问空间发消息积分:16430 LV10 总工程师 2021-8-25 12:01:57 倒数3
				是PSR的方式，通常输出稳压控制应用需要一个参考基准比如431的2.5V，这里是以输入Vin的分压作为参考当输入波动输出也跟着波动是一种“跟随”关系。增益1.jpg (22.9 KB, 下载次数: 29) 下载附件 2021-8-25 12:00 上传另外增益G=1是归一化的结果匝比是按1:1设置的，实际应用G是匝比n的函数。回复 \| 举报 \|

					8 tomkingwang tomkingwang 离线 LV4 初级工程师积分：349 \| 主题：2 \| 帖子：57 访问空间发消息积分:349 LV4 初级工程师 2021-9-26 16:29:36 倒数2
					归一化，明其名而不知其理回复 \| 举报 \|

		9 mengzi mengzi 离线 LV6 高级工程师积分：588 \| 主题：4 \| 帖子：53 访问空间发消息积分:588 LV6 高级工程师最新回复 2021-11-1 11:18:24 倒数1
		大神能分享一下saber仿真文件吗？回复 \| 举报 \|

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