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    • 發(fā)布時間:2024-05-04 16:35:32
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    llc電路,llc電路工作原理,llc電路作用詳解
    llc電路、工作原理
    下圖是半橋LLC的拓撲結(jié)構(gòu),是由2個電感和1個電容構(gòu)成的諧振電路,故稱之為LLC。其拓撲結(jié)構(gòu)根據(jù)MOS管的配列可以分為半橋或全橋類型。
    llc電路
    需要注意的是,圖中的變壓器是理想變壓器,只起到匝比轉(zhuǎn)換電壓的作用。勵磁電感Lm是變壓器的原邊線圈電感,在空載時參與諧振,由諧振頻率fr2的表達式來體現(xiàn);在帶載時Lm兩端電壓被鉗位,不參與諧振,由諧振頻率fr1的表達式來體現(xiàn)。
    兩個電感分別為變壓器一次側(cè)漏感(Lr)和勵磁電感(Lm),電容為變壓器一次側(cè)諧振電容(Cr)。這些元件構(gòu)成了一個諧振回路,其中輸入電感和輸出電感分別與諧振電容串聯(lián)連接。
    LLC電路的工作原理是通過控制諧振頻率來實現(xiàn)電力轉(zhuǎn)換。LLC電路通過諧振能夠?qū)崿F(xiàn)MOS管的軟開(soft switching),減少開關(guān)損耗。另外MOS管的通態(tài)損耗也很低,換言之產(chǎn)生的焦耳熱也少,這樣就可以不額外使用散熱片進行散熱。因為這些優(yōu)點,LLC電路被廣泛使用在DC/DC Converter中。
    與傳統(tǒng)PWM(脈寬調(diào)節(jié))變換器不同,LLC是一種通過控制開關(guān)頻率(頻率調(diào)節(jié))來實現(xiàn)輸出電壓恒定的諧振電路。優(yōu)點是:實現(xiàn)原邊兩個主MOS開關(guān)的零電壓開通(ZVS)和副邊整流二極管的零電流關(guān)斷(ZCS),通過軟開關(guān)技術(shù),可以降低電源的開關(guān)損耗,提高功率變換器的效率和功率密度。LLC可分為半橋和全橋兩種架構(gòu),半橋適用于100-2000瓦功率段,全橋適用于2000瓦以上功率段。
    llc電路
    半橋LLC電路
    llc電路
    全橋半橋LLC
    在LLC電路中,輸入電感Lr起到濾波和限流的作用;諧振電容Cr則用于存儲和釋放能量;輸出電感Lm則再次過濾電流。當輸入電壓施加到LLC電路上時,輸入電感會限制電流的變化率,從而保護電源。諧振電容會在諧振頻率時存儲能量,而輸出電感則平滑輸出電流。
    LLC變換器由 4 個模塊組成:電源開關(guān)、諧振腔、變壓器和二極管整流器。
    llc電路
    MOSFET功率開關(guān)首先將輸入的直流電壓轉(zhuǎn)換為高頻方波;隨后方波進入諧振腔,由諧振腔消除方波的諧波并輸出基頻的正弦波;正弦波再通過高頻變壓器傳輸?shù)阶儞Q器的副邊,并根據(jù)應(yīng)用需求對電壓進行升壓或降壓;最后,二極管整流器將正弦波轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流輸出。
    LLC電路在具有效率高、EMI噪聲低、功率密度高、開關(guān)應(yīng)力小等方面的優(yōu)勢,是一種高效的電能轉(zhuǎn)換技術(shù),主要用于直流-直流(DC-DC)變換。
    高效能量轉(zhuǎn)換:LLC電路通過控制開關(guān)頻率實現(xiàn)輸出電壓的恒定調(diào)節(jié)。它在諧振點附近具有高效率,特別適用于高頻和高功率密度設(shè)計。
    軟開關(guān)技術(shù):LLC電路能夠?qū)崿F(xiàn)原邊主開關(guān)的零電壓開通(ZVS)和副邊整流二極管的零電流關(guān)斷(ZCS)。這種軟開關(guān)技術(shù)顯著降低了開關(guān)損耗,提高了功率變換器的效率和功率密度。
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