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关于连续三角波有效值平均值纹波有效值的理解,请大佬指正

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myzeng2013
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  • 2023-11-23 15:10:54
10问答币
请专家指导下关于上下对称过O的的连续三角波平均值,纹波有效值,总有效值的计算,谢谢!


如下为LLC励磁电感上的连续三角波+/-1.13A,先说下我的理解,请指正,谢谢!
令  Im(峰值)=Iac=DI/2 则 DI=2*Im

方式1:
1、直流平均值 Iave=0
2、总有效值 Irms=sqrt(di^2/12)=0.652  A
3\纹波也就是交流有效值 Iacrms=sqrt(Irms^2-Iave^2)=0.652A 因为Iave=0所以纹波有效值与总有效值相等。
也就是励磁电感只有交流损耗,没有直流损耗

但是直觉上面应该错误的,不可能没有直流损耗

于是理解方式2如下,
1\直流平均值 Iave=im/2 =0.565A
2\纹波有有效值 Iacrms=sqrt(Iac^2/12)=0.326A
3\总有效值Irms=sqrt(Ivae^2+Iacrms^2)=0.652A
这样看起来交流 直流损耗都能计算。



电感电流.png

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这只是上半部分(或下半部)波形的平均值,不是整个周期的平均值。这些是AC波形,说是AC,自然是没直流成分,平均值是零。

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greendot
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  • 2023-11-23 16:49:33
 
没直流分量,自然就没直流损耗。220V上的钨丝灯泡,有直流损耗乎?
myzeng2013
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  • 2023-11-23 17:03:21
 
大师 你看看 这个图,这个图显示。这如同正弦波 其平均值=2/PI*A  三角波应该也有直流平均值吧 我对此有点晕
三角波直流分量.png
greendot
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专家
  • 2023-11-23 17:14:23
 
这只是上半部分(或下半部)波形的平均值,不是整个周期的平均值。这些是AC波形,说是AC,自然是没直流成分,平均值是零。
myzeng2013
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  • 2023-11-23 17:32:34
 
大师,谢谢!我走路上还在想这个事情,麻烦您看看对不对
1.我错误的认识到平均值就是直流分量,事实是有限制:直流分量应该按照整个周期的平均值
2.正确的理解是:如LLC的谐振电感在Fr处(Lr与CR谐振称为FR)可以近似的认为是正弦波,  正弦波是没有直流分量,所以没有直流损耗,(一周期对称的波形平均值为0,但是可以通过半个周期计算平均值,这个说法是怎么来的,此时计算半周期平均值有什么意思?请大师指点)
3.如题的LLC励磁电感电流是对称三角波 :IDC+IAC 但是IDC=0也就是直流成分为0,没有直流损耗。总损耗就是交流损耗,
greendot
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  • 2023-11-23 18:27:24
 
即使不在Fr,谐振电感电流依旧没直流分量的。
计算半个周期的平均值,即等于计算其整流后的平均值,有其特定需要时。
myzeng2013
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  • 2023-11-23 19:56:19
 
明白了,再次感谢大师~
myzeng2013
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  • 2023-11-27 15:06:25
 
大师,有个新的问题请指导,谢谢!流过谐振电感的电流是 励磁电流与次级折射过的电流之和。
励磁电流Im是三角波,次级电流是正弦波。假如输出IO,则对应的IAC=PI/2*IO*SIN(wt)
令主变匝比为n,则次级折射电流 IOR=IAC/n*SIN(wt)
流过谐振电感的电流也就是谐振输入电流 IP=IOR+Im

如果是外放的谐振电感其计算方式是否可以理解为:
1.电流变化量 DI=2*IOR=2*IAC/n=2*(PI/2)*IO/n(实际因为增益原因可能会再大点)
2、电感的伏秒积E*T=ls*DI
3、接下来就是按照E*T选择磁芯Ap,计算圈数。

如果不对请告知。谢谢!

LLC.png ILR.png

greendot
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  • 2023-11-28 16:03:07
 
次级电流从来都不是正弦波,@Fr 初级电流才是正弦波,Lr 电流峰值计算如下,


2023-11-28_150758.png
myzeng2013
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  • 2023-11-29 10:23:19
 
大师,因为本身不是搞电源,日常没人讨论交流理解,都是自己看资料仿真理解的。所以很多东西不确定自己理解的对错,谢谢!
1、次级是全波整流,每个绕组的电流是馒头波,其峰值=PI/2*IO,因为PI/2*IO峰值的正弦波其平均值是IO,但是怎么专业的称呼这种等效不清楚

2、大师说的 Lr 峰值电流  ILr_PK ,我们是否可以利用这个直接进行计算电感圈数  Lr*(2*Ilr_pK)/(Ae*dB)=N    此外,此时电感的伏秒=Lr*2*Ilr_pK,那么此时电感两端的电压该如何计算?

3、这个峰值 的计算公式不管是在哪个频率都通用吗?还是必须FR时

4、对这个峰值的理解,请指正
pi/2*io/n 描述当于平均值IO的交流等 效通过匝比折射到初级侧;nVO/(4*lm*f)相当于 励磁电感在导通时间(d=0.5)电流变化量的一半


次级二极管的电流.png
greendot
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  • 2023-11-29 19:10:41
 
1. 说过了,@Fr,次级电流像个正弦但不是正弦,次级电流 = n*(初级谐振正弦电流 - 励磁三角形电流),把它当做正弦也可以,峰值如你所说。
2. 可以。两端电压 V(t)=Lr*diL/dt ,iL=ILrpk*sin(2*π*Fr*t),Vm= 2*π*Fr*ILrpk
3. @Fr only.
4.  对。

计算AP,可以用这个公式:  AP=(L*Ipk^2)/(Ku*Bm*J)
myzeng2013
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  • 2023-11-30 08:21:35
 
谢谢,其他略微明白了!如下请稍微再解释下,谢谢!

2. 可以。两端电压 V(t)=Lr*diL/dt ,iL=ILrpk*sin(2*π*Fr*t),Vm= 2*π*Fr*ILrpk
----------------------IL(t)说明谐振电感的电流是以ILr_pk为正弦,FR为周期的正弦电流。    VM =是不是应该为2*PI*FR*Lr*ILr_pk,表明,在Fr励磁电感是以感抗的状态分压

greendot
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  • 2023-11-30 17:19:23
 
是打漏了 Lr 。
myzeng2013
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  • 2023-12-1 08:12:59
 
在FR 处  Lm励磁电感两端电压可以用n*vo。  Lr谐振电感两款可以用2*pi*fr*lr*ir_pk,那如果没有在FR处,如果输出不变,还是VO*IO,在FR左右的F1 有没有办法计算励磁电感与其两端电压
myzeng2013
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  • 2023-12-1 11:04:20
 
大师此外有个事情请教:对于分体的LLC设计,初级电流红色IP 流过LR ,然后分为两路 一路励磁,一路能量传输。励磁的这部分可以用来设计变压器

因为同一个电流流过了励磁线圈与变压器初级绕组, 所以谐振电感的线经与变压器初级绕组理论上是一致的。这样理解对吗?




LLC.png


greendot
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  • 2023-12-4 18:10:44
 
简单来说是的,相同电流密度。
myzeng2013
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  • 2023-12-5 11:36:55
 
谢谢!大师我汇总下本帖所得,请最终确认一下理解对否,谢谢!
1、谐振电感与励磁电感只有交流损耗
直白点对于分离设计的LLC,谐振电感只有交流损耗。因为直流平均值为0

主变的初级绕组与励磁电感电流 等值也,只有交流损耗;但是次级绕组需要细分
-----对于但单绕组的全波整流,平均值为0,只考虑交流损耗---不太确定
-----对于带中心抽头的对称半波整流,没个绕组平均值非零,所以同时存在交流直流损耗
   -直流平均值Idc=0.318*(PI/2*IO)      -     IS_rms=0.5*(PI/2*IO)
   -交流有效值Iac_rms=sqrt(Is_rms^2-Idc^2)


抽头半波整流   sec current.png

桥式全波整流
SEC CURRENT.png


2、初级绕组流过的电流有效值与谐振电感相同
3、在FR处 可以利用 DB=n*vo/(ae*N_p)*(T/4)来计算主变的磁通变换,然后查估算磁芯损耗
4、同理,可以根据DB=Lr*2*Ilr_pk/(ae*N_LR)来计算谐振电感的磁芯损耗






greendot
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  • 2023-12-6 18:21:47
  • 倒数10
 
1. 单绕组的,对。中心抽头的,您说的那个交流有效值,其实已包含直流交流了。
3. ΔBpk = (n*Vo/Np*Ae)*(T/4) 。
myzeng2013
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  • 2023-12-7 08:14:45
  • 倒数9
 
----------大师, 更正如下~
对于带中心抽头的对称半波整流,没个绕组平均值非零,所以同时存在交流直流损耗
    -直流平均值Idc=0.318*(PI/2*IO)      - IS_rms=0.5*(PI/2*IO)
   - 交流有效值Iac_rms=sqrt(Is_rms^2-Idc^2)


-----谢谢大师,如果上面理解正确,那差不多整个的理论计算可以进行了。

greendot
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  • 2023-12-7 11:19:07
  • 倒数8
 
对的。Idc就是输出电流,现在只提供一半,=Io/2 。
myzeng2013
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  • 2023-12-9 11:34:50
  • 倒数7
 
谢谢大师了,我自己再消化消化所学。
myzeng2013
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  • 2023-12-9 13:48:30
  • 倒数6
 
大师,如同全桥变换器,输出全桥整流,流过初/次绕组的电流是周期对称的,其平均值为0是不是也只考虑绕组的交流损耗?


全桥变换器的电流波形.png
greendot
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  • 2023-12-11 17:03:28
  • 倒数5
 
是的。
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  • 2023-12-13 10:28:41
  • 倒数4
 
谢谢,那就方便计算损耗,以便热仿真了;再次,谢谢!
myzeng2013
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  • 2023-12-14 09:43:27
  • 倒数3
 
大师,如图所示,请问 上管的地为什么要连接 电容中点?如果按照红线接地就仿真不出结果。


LLC上管驱动.png
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  • 2023-12-14 18:27:34
  • 倒数2
 
Vgs 驱动电压一定要跨在G,S两端。为什么这个都不懂呢。再问我也不懂了。
myzeng2013
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  • 2023-12-15 13:16:23
  • 倒数1
 
好,这个帖子结束了,谢谢了~~
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