LLC電路在移相控制下的特性

我們聊了聊LLC電路在調(diào)頻模式下的一些特性，今天我們換個(gè)"環(huán)境"——聊聊LLC電路在移相控制下的特性。

首先我們先放一張LLC電路的基本拓?fù)洌?/p>

開(kāi)關(guān)管Q1和Q4以及Q2和Q3互補(bǔ)導(dǎo)通180°，且Q2滯后Q1一定的角度。 定義移相比(兩者的移相角與180°的比值)為D，有0≤D≤1。 變頻開(kāi)關(guān)頻率恒定，并且滿足fs=fr1，所以通過(guò)控制移相比D可以調(diào)節(jié)輸出電壓。 接下來(lái)我們主要分析其增益的特性，直觀的來(lái)看，當(dāng)移相角等于0時(shí)，輸出電壓的增益為1：移相角越大，輸出電壓越低，也就是電壓增益越小。

下面給出了移相控制下諧振腔的輸入電壓波形：

諧振腔的輸入電壓可以表示為：

這里我們采用準(zhǔn)確度較小的基波分析法僅定性地說(shuō)明直流電壓增益和移相比的關(guān)系。 將輸入電壓經(jīng)過(guò)傅里葉變換得到基波電壓如下：

根據(jù)之前的輸出電壓基波分量我們可以得到，移相控制下的電壓增益可以表示為：

從上式可以知道，移相模式下的電壓增益和移相比成近似余弦關(guān)系，并且變化范圍為0~1。

為了保證電路在全范圍運(yùn)行下的高效率，我們需要對(duì)在移相控制下實(shí)現(xiàn)的ZVS的條件進(jìn)行分析：

開(kāi)關(guān)管Q1和Q4是超前管，其開(kāi)通的諧振電流較大，故比較容易實(shí)現(xiàn)ZVS。 那滯后管Q2和Q3實(shí)現(xiàn)ZVS則較為艱難，下面我們主要分析它們實(shí)現(xiàn)ZVS的條件。

在前正半個(gè)周期內(nèi)，勵(lì)磁電感被輸出電壓鉗位的時(shí)間是(1-D)Ts，則勵(lì)磁電流的最大值為：

在前正半個(gè)周期內(nèi)，勵(lì)磁電感參與諧振的時(shí)間為DTs，這個(gè)階段內(nèi)諧振電流和勵(lì)磁電流相等。 從Q3關(guān)斷到Q2開(kāi)始開(kāi)通的死區(qū)時(shí)間內(nèi)，Q2的寄生電容獲得的電荷平衡關(guān)系可以知道：

那么，實(shí)現(xiàn)ZVS的條件是：ΔuDS2≥Vin/2，則得到

也就是下式得以成立：

上面式子的兩邊同時(shí)乘以電壓的移相增益公式，可以得到下式

其中左邊是關(guān)于移相角的減函數(shù)，郵編當(dāng)死區(qū)時(shí)間確定時(shí)為一個(gè)常數(shù)，則左邊存在一個(gè)最小值，當(dāng)移相比大于該值時(shí)就不能實(shí)現(xiàn)Q2的ZVS。

我們不妨取

則可以得到相應(yīng)的電壓增益最小值，為：

關(guān)于LLC電路在移相控制下的，我們就聊聊以上這些，電壓增益以及滯后管的ZVS實(shí)現(xiàn)條件。