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LLC拓扑中谐振电容与最大输出功率的关系推导

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x372758734
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  • 2011-5-2 05:13:44
在论坛发现好多人对谐振电容的大小如何选择存在疑问,特花费一两小时想一下这个问题,并推导出相关关系式,欢迎提出意见和疑问
谐振电容与最大输出功率的关系.doc
收藏收藏4
wuzhonggui
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  • 2011-5-2 13:08:51
 
帮你顶一下!关注中!
朴华
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  • 2011-5-2 18:39:00
 
楼主做过LLC么?
加群交流一下
jimmmy1125
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  • 2011-5-2 22:14:37
 
这个不错。。。
allen-leon
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  • 2011-5-3 18:59:52
 
很给力
看完再向楼主请教。。
请问:
Ic的表达式=I sinwt,幅度I是怎么样定义的呢?
Ic为流过谐振电容C的电流,
x372758734
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  • 2011-5-3 20:36:51
 
把电容确定后,然后你往回看,就回发现电流幅度的公式
allen-leon
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  • 2011-5-4 09:28:59
 
我知道是电流幅度,我觉得这个I是初级电流峰值,描述为Ippk比较容易看明白。。
另外,发现一个公式应该是错误的:C/w=L*w?? 是否应该为1/(w*C)=L*w??
x372758734
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  • 2011-5-4 12:14:31
 
谢谢发现问题,但是不影响最后结果
allen-leon
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  • 2011-5-4 10:04:29
 
楼主,你的公式推导的前提公式好多是突然半路“杀”出来的,看不太懂。。
1.Vcmax=Max(***)的公式
2. Vcmax与Pover之间的关系式。
希望能得到详细些的推导。。
x372758734
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  • 2011-5-4 11:13:51
 
1.对微积分完全不懂的,那我也没办法.
2.上管关断后,输出的能量全部来自谐振电容.
allen-leon
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  • 2011-5-4 11:18:00
 
1.我知道你采用微积分取极限的意思,只是括号中间的公式好似不对,跟7楼的疑问一样;
2. 上管关断后,输出的能量全部来自谐振电容??那上管关断后变压器和谐振漏感的能量呢?那去了?
x372758734
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  • 2011-5-4 14:21:11
 
变压器的漏感也参与谐振,所以说其实真正意义上的谐振的电感等于谐振电感加变压器漏感
allen-leon
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  • 2011-5-4 11:34:22
 
看到一个论坛里面的台湾人手写 LLC资料,谐振电容上的电压公式如下:

电容耐压在OCP的时候会比较大,正常工作没那么大。
当谐振频率fo比较低(40K),谐振电容取值比较小(223),ocp取值比正常Io大1.5倍的时候,有可能Vcr就大于Vin了。
欢迎指正。。
x372758734
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  • 2011-5-4 12:09:41
 
如果VCmax>VIN,那么Vcmin<0,Vcmin<0在LLC是不允许的,道理很简单,当Vcmin=0,VL刚好到达最大值,且此时候电流为0.L与C的能力已经全部被次级消耗掉了.
allen-leon
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  • 2011-5-4 13:26:46
 
1.Vcmin<0的问题,我仔细想想再说。。
2.L*w与w*C的关系式已经影响下面的推导。
3.10楼 的疑问请帮忙解答。。

谐振电容与最大输出功率的关系.doc
x372758734
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  • 2011-5-4 14:22:13
 
2.问题经过改正,但是并不影响最终的结果
allen-leon
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  • 2011-5-5 23:16:06
 
原来你在前面的公式就错了,怪不得能够不影响最终结果,
以前有的老师改试卷看到最终答案是对的就给满分了。呵呵。
x372758734
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  • 2011-5-6 11:07:53
 
什么素质,我自己都改正了,有必要这么讽刺吗?
allen-leon
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  • 2011-5-6 11:17:36
 
没有讽刺义。。
兄台误解了。。
当初你只回复不影响最终结果,我往下推导,根本不能得出结论。。昨晚后来看到你的修正版,才知前面也修改过了,才能不影响结果。
x372758734
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  • 2011-5-6 11:33:06
 
原来是误会,很佩服你认真细致的态度,也很感谢你给我找出的问题.
我本人也菜鸟一个,请以后多多指导.
x372758734
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  • 2011-5-6 11:13:26
 
至少我都从最基本的推导起,不像某些人老嚼别人剩下的东西,还觉得津津有味.
x372758734
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  • 2011-5-6 11:36:00
 
台湾人写的那份LLC资料,我看了好多遍了,感觉不怎么样,把很多原本简单的公式搞得很复杂,建议去看ST的LLC资料.
燕山仇仇
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本网技师
  • 2013-11-19 14:45:58
 
兄台可否给下两者的连接,在下不胜感激!
厚劲薄发
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副总工程师
  • 2011-5-9 13:25:41
 
请教一下,关于这个公式如何得出?我看了好久没看明白。
x372758734
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  • 2011-5-4 12:13:53
 
谢谢发现问题,但是不影响最后结果
ZAZA
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高级工程师
  • 2011-5-3 20:32:41
 
楼主很给力
玉兔昇
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高级工程师
  • 2011-5-4 17:29:37
 
很好,谢谢分享。
风铃
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  • 2011-5-5 22:13:13
 
下载学习学习
peterchen0721
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副总工程师
  • 2011-5-6 15:40:43
 
樓主又幫忙解出一個參數,高手啊。
allen-leon
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  • 2011-5-7 08:59:58
 
楼上的LLC高手:上管关断后,输出的能量全部来自谐振电容.???这句话有没有问题呢?
peterchen0721
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LV8
副总工程师
  • 2011-5-7 13:42:49
 
應該是來至於諧振腔吧,不過通俗一點說來至諧振電容是乎比較能有想像空間。就像Flyback能量儲存於Gap要怎麼說明說服想理解的人呢?能體會才是最重要吧。
allen-leon
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  • 2011-5-7 14:51:26
 
如何只是理解,体会也就罢了。关键是楼主的附件中计算谐振电容有个公式:1/2*C*Vcrmax^2=Pover/(2*eff*fr),这个公式来源于理解:上管关闭后,输出全部能量來自於諧振电容。。
Pover为次级限流点所对应的功率。
大侠所言的谐振腔一般是指三元件网络,Lp,Lr,Cr吧。
peterchen0721
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副总工程师
  • 2011-5-8 15:21:08
 
如果要理解諧振電容的儲能那我認為這是沒有問題的,諧振腔不就是Lr、Cr互相交換能量嗎。所以樓主這樣計算(推演)Cr的大小是合理的,就像要決定諧振腔Q值一樣,換個思考角度這是正確的方向。上管關閉後下半週期的輸出能量確實先存放于Cr之中,只是Cr的最高電壓不是在上管關閉時出現,所以Cr的材質特性(DF值)要相當的好不然就無法當一個電壓源看待。以上提供參考。
PS:可以想像一下無線電(雷達)是怎樣發射出去的,不就是諧振腔,微波爐不也一樣。這個Cr是很有趣的零件跟特性。
小光007
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本网技师
  • 2011-5-9 09:01:44
 
学习了
allen-leon
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  • 2011-5-10 08:32:11
 
还是不能理解,自己先慢慢体会。
厚劲薄发
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LV8
副总工程师
  • 2011-5-8 17:29:43
 
请教有个公式:1/2*C*Vin^2=1/2*Pout/f,为什么右边有这个1/2?
x372758734
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  • 2011-5-8 19:07:45
 
谐振电容只提供半周期能量。
厚劲薄发
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副总工程师
  • 2011-5-9 13:26:29
 
另一半能量由输入提供?此公式是否不适合全桥?
greendot
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  • 2011-5-9 22:52:29
 
觉得这个推导大有问题。
allen-leon
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  • 2011-5-10 08:30:50
 
请大师细说!
greendot
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  • 2011-5-10 14:58:44
 
先看波形图:


理想fsw=fr,下管Q2开通时段,
电感能量的初始值=终止值,没变化,
电容能量的变化 ΔE=1/2*Cr*(V1^2-V2^2),
所以减小了的能量ΔE,乘以fsw,才是等于功率P的一半。
allen-leon
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  • 2011-5-10 15:07:22
 
楼主的假设条件: Pover为次级限流点所对应的功率且假定Pover时谐振电容的最小电压为0,实际上也应该近似等于0,。。

你上面这个图不是对应LLC工作在OLP点,所以V2会比较大,而不是0,
楼主能够修正V1的表达式就算是比较接近了?? V1不是电容电压峰值Vcrmax。。
greendot
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  • 2011-5-10 16:38:30
 
正常工作,没有Pover时,V2可以是正,也可以是负(低于0伏)。
allen-leon
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  • 2011-5-10 17:31:24
 
给力,大师的分析。。
12楼说Vcr_min不能低于0V,。。
想知道仔细一些,请问Vcr为何V2可以低于0V,或负压。。
x372758734
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  • 2011-5-10 18:58:25
 
按他的意思是说谐振电容在最大电压无上限的.
等我网络好了,我再来给证明吧,先让这位大师给出证明.
allen-leon
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  • 2011-5-10 19:46:45
 
实际产品上Vcr是有大于Vin的,这个记得是这样子。。
cheyne
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  • 2011-5-13 21:24:44
 
工作在2区,VCR有可能低于0V。
maryxiaomeng
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  • 2011-5-10 16:45:29
 
顶下大师
cheyne
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  • 2011-5-14 09:53:04
 
大师,
电感能量的初始值=终止值,没变化,波形上看,I1不等于I2呀

greendot
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  • 2011-5-14 12:58:28
 
I1和I2,一正一负,流向相反,幅值是一样的,所以能量也是一样的。
cheyne
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谢谢大师!强人
ncp1031
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强!
desolate
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  • 2011-5-10 21:19:16
 
最大输出功率和谐振电容真应该没什么关系。理论上,谐振电容的电压值可以到无穷大,只是有的实际应用上,把谐振电容的电压值限制在0和Vin之间(半桥),当然如果电容耐压足够,完全没有必要限制。
x372758734
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  • 2011-5-10 21:33:50
 
如果不追求ZVS,不追求效率.当然没什么关系.
desolate
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高级工程师
  • 2011-5-10 22:18:04
 
难道Cr的电压超过Vin就实现不了ZVS吗?当然可以。
至于效率的问题,就难说高低了。
完全可以这样设计LLC,正常工作时,谐振电容电压在正常范围内,当OVERLOAD时,让电容电压超过Vin,这样设计的效率未必就低吧。
x372758734
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  • 2011-5-10 22:58:40
 
给出相关的证明吧,说话要有根有据.求证明,不要空话.
desolate
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高级工程师
  • 2011-5-11 09:01:14
 
你的效率高给出了证明了吗?不要说别人的是空话。
难道论坛上就不能反驳你的观点?
更何况你的题目是:LLC拓扑中谐振电容与最大输出功率的关系推导,不谈效率,只谈最大输出功率。

仿真了一下,取了一些极端的数值。Vcr的值超过Vin,但仍能实现ZVS。
x372758734
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  • 2011-5-11 18:37:22
 
请给出你仿真所假定的数据,谢谢.
greendot
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LV12
专家
  • 2011-5-11 20:59:33
 
谢谢仿真,其实只要Q>π/4,Vcr已超过Vin,未闻此时不可以有ZVS的。
x372758734
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  • 2011-5-12 12:37:18
 
我想知道你这个Q范围是怎么来的,能不能给出相关证明,我不要仿真.
allen-leon
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  • 2011-5-12 13:15:42
 
可否分享仿真的这个LLC例子?谢谢!
desolate
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高级工程师
  • 2011-5-13 12:14:47
 
这个很容易搭的啊,开环LLC仿真而已了,就不献丑发出来了。
ncp1031
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副总工程师
  • 2014-2-28 22:47:01
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发一下啊!
飞龙在天
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LV4
初级工程师
  • 2011-5-11 09:01:54
 
关注
greendot
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  • 2011-5-12 16:54:07
 
54楼,以下AC电压俱是峰值,FHA
输入谐振腔的基频电压Vs=Vin*2/π,
Cr上的基频电压Vcr_ac = Q*Vs = Q*Vin*2/π ,
如果Vcr_ac =Vin/2Vcr_max就会达到Vin
即Q=π/4 时 。
x372758734
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版主
  • 2011-5-13 21:04:28
 
学习了,
ncp1031
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副总工程师
  • 2014-2-28 22:47:16
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强!
雅人深致
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高级工程师
  • 2014-3-1 00:14:10
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Cr的增益到达π/4峰值才达到输入直流电压,最小值是0.
Q值不是Cr的增益吧,谐振电容的增益和k值也相关呢。
大师认为呢
greendot
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专家
  • 2014-3-3 19:06:24
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Cr的增益当然不是Q,忽略Lm的电流时,大概近似。
π/4之说,是一篇文章提及的,意思应该是Q>π/4时,Vcr 必定高于Vin,a sufficient but not necessary condition。
niyiban
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高级工程师
  • 2014-3-2 22:21:40
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那到底能不能超VIN,
或者说能不能CR为负电压呢,有什么坏处,有什么好处呢,


肯定是可以为负压的,因为我见过300W 400W 100K左右的频率,CR才10NF,
钜微电源-小罗
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副总工程师
  • 2014-3-3 09:16:33
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我做的200W CR也才22nf 100K左右的频率
xianfjq
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高级工程师
  • 2011-5-13 00:31:18
 
谢谢!!
andywang
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  • 2013-11-20 13:24:14
 
学习
linshaobo哈理工
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高级工程师
  • 2014-2-28 21:08:01
 
楼主,给力!
ncp1031
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  • 2014-2-28 22:46:45
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顶一个!
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SkyCode
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