對(duì)稱(chēng)半橋LLC電路原理講解

對(duì)稱(chēng)半橋LLC電路

電路原理

從電路拓?fù)渖峡矗霕螂娐泛腿珮螂娐凡](méi)有本質(zhì)上的區(qū)別。都是兩對(duì)橋臂輪流開(kāi)通和關(guān)斷，完成能量由變壓器原邊向副邊的傳遞。兩個(gè)上下位置的開(kāi)關(guān)管都需要保持一定的死區(qū)以確保不會(huì)直通。

從電路結(jié)構(gòu)上看，用作橋臂的兩個(gè)電容既可以用電解電容，也可以用金膜電容。

1 使用電解電容時(shí)需要考慮電解電容的分壓?jiǎn)栴}、安規(guī)對(duì)于串聯(lián)電解電容的要求、以及防止不對(duì)稱(chēng)造成的偏磁問(wèn)題。

分壓?jiǎn)栴}需要在兩個(gè)電解電容兩端各并聯(lián)一個(gè)電阻，選擇阻值和功率時(shí)需要注意降額。一般選擇幾百K/3W的電阻。

安規(guī)要求電解電容失效（短路）后不能造成其它電解電容嚴(yán)重漏液或爆炸起火。因此目前的做是在電解電容兩端各并聯(lián)一個(gè)壓敏電阻。

為了防止橋式電路在工作中由于兩邊開(kāi)通時(shí)間的不對(duì)稱(chēng)造成的偏磁，這里也需要加一個(gè)隔直的金膜電容，金膜電容的容量需要根據(jù)原邊工作電流的大小來(lái)確定。

2 使用金膜電容做橋臂：使用金膜電容做橋臂相對(duì)電解電容有幾個(gè)好處：

a：可以不用考慮兩個(gè)橋臂電容的分壓?jiǎn)栴}。因?yàn)榻鹉る娙蓦妷嚎梢宰龅谋容^高，一般對(duì)母線(xiàn)電壓為400多伏的情況，使用兩個(gè)630V的金膜電容串聯(lián)，其電壓降額余量相當(dāng)大。

b：不用考慮安規(guī)的問(wèn)題。金膜電容即使損壞，也沒(méi)有電解電容漏液和爆炸的問(wèn)題。

c：使用金膜電容還有一個(gè)好處是可以節(jié)省一個(gè)隔直電容。由于容量一般比較小，當(dāng)兩對(duì)橋臂開(kāi)通時(shí)間出現(xiàn)不平衡時(shí)，橋臂上金膜電容的電壓可以及時(shí)自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，防止變壓器飽和。

3 金膜電容做橋臂與電解電容相比，電容中點(diǎn)電壓變化要大一些，設(shè)計(jì)變壓器匝比時(shí)要把電壓波動(dòng)的影響考慮進(jìn)去。不過(guò)由于一般工作頻率都比較高，電壓波動(dòng)的影響并不大。同時(shí)前級(jí)需要一個(gè)高壓的濾波電容。從工作效率看，電解電容做橋臂的效率要稍高0.1個(gè)百分點(diǎn)。這可能是由于金膜電容做橋臂電容前面的高壓電解電容損耗大引起的。

4 電路的工作過(guò)程大致如下：

a Q102開(kāi)通，Q103關(guān)斷，此時(shí)變壓器兩端所加的電壓為母線(xiàn)電壓的一半，同時(shí)能量由原邊向副邊傳遞。

b Q102關(guān)斷，Q103關(guān)斷，此時(shí)變壓器副邊兩個(gè)繞組由于整流二極管兩個(gè)管子同時(shí)續(xù)流而處于短路狀態(tài)，原邊繞組也相當(dāng)于短路狀態(tài)。

c Q102關(guān)斷，Q103開(kāi)通。此時(shí)變壓器兩端所加的電壓也基本上是母線(xiàn)電壓的一半，同時(shí)能量由原邊向副邊傳遞。副邊兩個(gè)二極管完成換流。

以下工作過(guò)程與上面完全一致。

5 與雙正激電路相比,主要的優(yōu)點(diǎn)有:

a 在功率管開(kāi)關(guān)頻率相同的情況下,輸出濾波電感上的頻率提高了一倍,從而減小了濾波電感的體積。

b 一般工作狀態(tài)下，由于存在一個(gè)橋臂兩管都截止的狀態(tài)，因此當(dāng)MOS管關(guān)斷時(shí)，其DS電壓將先上升到二分之一母排電壓處，然后等另外一個(gè)管子開(kāi)通時(shí)才繼續(xù)上升到母排電壓。因此穩(wěn)態(tài)下MOS管電壓尖峰相對(duì)雙正激來(lái)說(shuō)很小，因此MOS管不需要加吸收電路，同時(shí)對(duì)變壓器的漏感要求也不是非常嚴(yán)格。