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LLC谐振半桥时域分析法

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stanleyliu
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高级工程师
  • 2022-5-25 00:26:17
一直想整理一下,LLC谐振时域分析,这个方法由于比较繁琐,公式比较复杂。大多数人喜欢用频域分析法,就是我们通常用的FHA法,但是时域法有他的一些优点,比较精确,直观,借助MATHCAD,可以绘制出各种波形,更好的理解各种原理。压缩包是MATHCAD源文件,MC 15版本,和simplis仿真文件,simplis 8.0版本,仿真open loop这个文件。LLC PON模式是频率远低于谐振频率 重载或容性模式
留个邮箱:stanleyliu@yeah.net

mathcad绘制BUCK 开关元件的波形链接。
https://bbs.21dianyuan.com/thread-339673-1-1.html
准谐振反激 QR-mathcad 绘制开关元件波形 锁谷底lock vally QR
https://bbs.21dianyuan.com/thread-340079-1-1.html?fromuid=93061




LLC时域1 工作频率高于谐振频率

LLC时域1 工作频率高于谐振频率

LLC时域1 工作频率低于谐振频率

LLC时域1 工作频率低于谐振频率

LLC时域分析法fsw大于fr1 刘诗裕 初版.pdf

456.8 KB, 下载次数: 232, 下载积分: 财富 -2

LLC时域分析法

LLC时域分析法fsw大于fr1 刘诗裕V0.1net.zip

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MATHCAD计算文件fsw高于fr1 NP模式

LLC时域分析法fsw小于fr1 刘诗裕V0.1net.rar

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MATHCAD计算文件fsw低于fr1 PO模式

LLC simplis 8.0.rar

193.36 KB, 下载次数: 128, 下载积分: 财富 -2

LLC仿真文件simplis 8.0

LLC PON模式频率远低于谐振频率 重载或容性模式.rar

540.49 KB, 下载次数: 126, 下载积分: 财富 -2

LLC PON模式频率远低于谐振频率 重载或容性模式

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bake_ql
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副总工程师
  • 2022-5-26 20:54:11
 
赞,厉害

fs > Fr1 , t1时刻上怎样得到的;t1~t2的按照固定斜率,将谐振电流描述的吗?
stanleyliu
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高级工程师
  • 2022-5-28 20:23:47
 
t1是上管MOS导通期间,激磁电流等于谐振电流作为起点,上管MOS关断时作为终点,这个是自己为方便计算定义的一个时间区间。t2是从下管开通到激磁电流等于谐振电流的区间。

上管开通时激磁电流并不一定等于谐振电流,下管同理
t1-t2斜率不是不是固定的,也是一个谐振段
0-t1 按Lr,Cr的参数谐振,谐振频率f.r1, 谐振的激励源电压是V.bus(全桥)
t1-t2 按Lr,Cr的参数谐振,谐振频率f.r1, 谐振的激励源电压是(负)-V.bus,此区间加在谐振电感上的电压通常很高,且是负电压,
所以电流下降斜率很陡,在此区间激磁电感上的电压依然是n*Vo,整流管依然没有换相(0-t1,t1-t2都是同一个二级管导通)
bake_ql
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副总工程师
  • 2022-6-21 22:10:12
 
感谢回复

上管开通时激磁电流并不一定等于谐振电流,下管同理--这是对应于fs > fr1的区间吧;这段时间Ir > Im;这时候会有两端吧,第一是谐振电流减小到激磁电流值,第二才是后续的,这时候的电感电压仿真看是高于输入电压的;
t1-t2斜率不是不是固定的,也是一个谐振段
0-t1 按Lr,Cr的参数谐振,谐振频率f.r1, 谐振的激励源电压是V.bus(全桥)
t1-t2 按Lr,Cr的参数谐振,谐振频率f.r1, 谐振的激励源电压是(负)-V.bus,此区间加在谐振电感上的电压通常很高,且是负电压,
所以电流下降斜率很陡,在此区间激磁电感上的电压依然是n*Vo,整流管依然没有换相(0-t1,t1-t2都是同一个二级管导通)
Half bridge.png
half-zoom.png
stanleyliu
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高级工程师
  • 2022-6-22 10:56:42
 
上管开通时激磁电流并不一定等于谐振电流,下管同理--这是对应于fs > fr1的区间吧====对的
为了方便分析,mathcad都是定义在谐振电流等于激磁电流时为t0点,t0点并不是MOS管上下管换相点。
LLC Fsw大于fr1.png
LLC Fsw大于fr1  2.png
LLC Fsw大于fr1  3.png
bake_ql
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副总工程师
  • 2022-6-25 19:19:33
 
谢楼主解答:

关于t1-t2 interval ,楼主这里认为是另一个谐振的开始阶段,仍然是Lr Cr谐振;只不过这里谐振回路输入电压极性反转;谐振的初始条件Vcr(t1)和Icr(t1),终点是t2,根据对称性,t2和t0时刻对称,进而计算出谐振电流电压波形;
如果简化计算,已知t1和 t2(-t0)终态;直接把t1-t2做线性化处理;Ir 线性化从Ir(t1)减小到Ir(t2),也就是-Ir(t0);谐振电容电压也是;是不是也可行。

附件是一篇paper,共享

Steady-state analysis of the LLC Series Resonant Converter.pdf

178.47 KB, 下载次数: 63, 下载积分: 财富 -2

stanleyliu
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高级工程师
  • 2022-6-26 23:54:01
 
可行,但是就不精确了,时域分析的目的就是把各个过程的状态分析清楚。
如果简化计算,已知t1和 t2(-t0)终态;直接把t1-t2做线性化处理;Ir 线性化从Ir(t1)减小到Ir(t2),也就是-Ir(t0);谐振电容电压也是;是不是也可行。
stevenqian
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副总工程师
  • 2022-7-2 15:05:53
 
碳化硅MOS管

MOS管规格

MOS管规格
ASC30N650MT4.pdf (1.23 MB, 下载次数: 3)
常不在线网友
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高级工程师
  • 2022-5-30 09:17:29
 
谢谢分享
xy169
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助理工程师
  • 2022-5-31 13:39:40
 
谢谢大佬,记得你之前有过一个频域公式推导,收益良多。
stanleyliu
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高级工程师
  • 2022-6-1 23:38:23
 
上传个MATHCAD计算文件,原来是要压缩才能传
stevenqian
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副总工程师
  • 2022-7-14 09:22:41
 
LLC半桥谐振电感设计 LLC半桥谐振电感设计.pdf (3.69 MB, 下载次数: 66)
ygtjcng1
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副总工程师
  • 2022-6-4 15:01:35
 
下载看看,谢谢分享
kanxingdeqingwa
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高级工程师
  • 2022-6-14 12:16:09
 
感谢分享!!!
shiyongxie
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高级工程师
  • 2022-6-15 10:47:48
 
楼主看看能不能把模态做完整(附件上提供了六个状态),楼主应该做了两部分内容,PN态,PO态,不过用频率划分这两个过程可能有点瑕疵,不过大部分情况已经够用了。使用符号计算可能用mathematica会比较方便

Analysis And Design Optimization Of Resonant Dc-dc Converters.pdf

3.5 MB, 下载次数: 61, 下载积分: 财富 -2

stanleyliu
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高级工程师
  • 2022-6-15 13:36:31
 
这两个模式写了,不过还没整理好,这两天先传个初版吧。上海解封上班了,就没时间弄了

PON模式

PON模式

OPO模式

OPO模式
dx_wang
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助理工程师
  • 2022-7-12 09:19:55
 
感谢楼主分享
stanleyliu
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高级工程师
  • 2022-6-16 19:02:38
 
先传PON模式的,mathematica我不会。
shiyongxie
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高级工程师
  • 2022-6-24 12:35:41
 
文档开头,PON 表达式的顺序好像有点问题,第二和第三阶段的状态的描述表达应该写反了
stanleyliu
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高级工程师
  • 2022-6-24 17:36:24
 
公式是对的,只是t0是定义在谐振电流等于激磁电流那点,主要是为了分析方便;如果按上管导通区间和对应的整流管导通状态来看,就是PON模式。结合图看看。

PON模式

PON模式
bake_ql
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副总工程师
  • 2022-7-2 09:20:29
 
Jertd156
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高级工程师
最新回复
  • 2022-10-24 23:31:19
  • 倒数1
 
版主

fsw低于fr1的約束條件是不是不一樣。
我用一樣的方式推導沒辦法得到跟版主一樣的ˊ結果,能請版主分享一下過程嗎。
Jertd156
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高级工程师
  • 2022-7-14 08:00:39
 
請問版主可以講解一下,下方的方程式您是如何推導出來的嗎。






123.png
stanleyliu
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高级工程师
  • 2022-7-14 10:23:08
 
你是不是发错了,这个不是我写的。
Jertd156
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高级工程师
  • 2022-7-14 16:00:47
 
抱歉,已更新。

stanleyliu
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高级工程师
  • 2022-7-14 17:50:38
 
这是一个五元一次方程组的求解,要从附件的头部开始往下看,里面有具体的推导步骤。
Jertd156
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高级工程师
  • 2022-7-14 19:10:18
 
從文件中,這是文件中的第一個式子,請問能舉例一下嗎。
stanleyliu
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高级工程师
  • 2022-7-15 00:32:56
 
重点看一下约束条件,MOS开通和关断瞬间,激磁电流幅值相等,符号相反,谐振电流幅值相等,符号相反,谐振电容电压幅值相等,符号相反。输出电流的积分加上激磁电流的积分,就等于谐振电流的积分,而谐振电流是完全流过谐振电容的,谐振电容i(t)*t(半个周期的积分)=C*V(MOS关断时谐振电容的电压减去MOS开通时谐振电容的电压),而MOS关断时谐振电容的电压的绝对值又和MOS开通时谐振电容的电压绝对值相等。
这部分不好理解,给我的邮箱发你的联系方式,我周末给你解释一下。或者你看看9楼发的文档。

绿点

绿点

约束条件

约束条件
stanleyliu
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高级工程师
  • 2022-7-15 00:38:34
 
或者把这篇论文看懂,特别是里面提的边界条件,和我写的约束条件一个意思。
只是我把其中的过程推导写出来了。

全桥LLC谐振变换器的混合式控制策略_李菊.pdf

817.05 KB, 下载次数: 68, 下载积分: 财富 -2

Jertd156
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高级工程师
  • 2022-7-15 12:28:42
 
我寄信到您的mail了。
Jertd156
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高级工程师
  • 2022-7-18 00:48:50
 
請問版主有收到嗎
stanleyliu
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高级工程师
  • 2022-7-18 09:50:51
 
周五已经给你回复了
新田地
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助理工程师
  • 2022-8-6 14:51:03
 
学习中,牛人
shiyongxie
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高级工程师
  • 2022-8-10 16:28:55
 
微信截图_20220810161907.png
微信截图_20220810162033.png
微信截图_20220810162058.png
Lr=66e-6;
Cr=33e-9;
Lm=200e-6;
Vin=100;
RL=14.5;
Co=1e-3;
fs=80e3;

n=2;
我用了截图的一组参数仿真,是PON的模式,用mathcad表格计算,报错了。可能是是我的设置的问题,楼主能否帮忙看看
stanleyliu
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高级工程师
  • 2022-8-10 22:56:16
 
解压文件看看
PON回复.png

LLC 容性模式及PON模式 - 副本.zip

506.04 KB, 下载次数: 27, 下载积分: 财富 -2

mathcad

wszdxp2004
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副总工程师
  • 2022-9-20 11:54:18
 
Mark  !!!
Jertd156
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高级工程师
  • 2022-9-24 17:47:34
 
版主,請問一下,要如何知道起始電流的大小。你自己假設的嗎

stanleyliu
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高级工程师
  • 2022-9-25 23:18:04
 
先假定,然后通过方程组求解
Jertd156
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高级工程师
  • 2022-9-25 09:24:49
 
版主, 公式12是不是有問題。
假設 W1 * t = theta
那為什麼 iLmn1(t) 可以直接變成 iLmn(theta)
stanleyliu
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高级工程师
  • 2022-9-25 23:22:44
 
写的不严谨,没有解释清楚, t做变量,描述的是电流随时间的变化关系,换成theta是要表达这个点的具体值。数学关系式这块的确写的不是严谨,能力有限。
Jertd156
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高级工程师
  • 2022-9-26 23:35:52
 
若是這樣,版主的數學式子是否還可以沿用? 還是說已經有不對了。另外請問版主這個推導是從哪分文章或是論文看來的,我想參考一下。
stanleyliu
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高级工程师
  • 2022-9-27 10:09:54
  • 倒数10
 
可以用,28楼有资料
Jertd156
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高级工程师
  • 2022-9-29 06:14:05
  • 倒数9
 
好的 我看看,有問題再請教版主。
Jertd156
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高级工程师
  • 2022-10-13 22:54:36
  • 倒数4
 
版主

請問一下,我看28樓的資料,好像也是直接讓theta = wt,為什麼這樣做會沒問題啊?

另一個問題是,版主的仿真檔案是定頻的架構嗎
stanleyliu
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高级工程师
  • 2022-10-14 13:26:52
  • 倒数3
 
角度=角速度乘以时间,没有问题,不是定频的,只是这个负载点频率不变
Jertd156
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高级工程师
  • 2022-10-15 21:03:27
  • 倒数2
 
請問
定頻跟非定頻的時域分析通用嗎
A879198284
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高级工程师
  • 2022-9-29 09:40:37
  • 倒数8
 
谢谢分享
hnxiaozi001
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  • 2022-9-30 16:32:56
  • 倒数7
 
谢谢分享
frank_hu
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高级工程师
  • 2022-10-6 17:26:29
  • 倒数6
 
谢谢大大的数据,还在学习LLC 中,但看了很多的文章,一直无法很深入理解这方面的公式,只好再多多研究了
woweiwoxin
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  • 2022-10-7 08:45:52
  • 倒数5
 
谢谢分享!
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