LC串联谐振拓扑构成与作业原理剖析

  的规划开发。依据它具有高效能量传输、频率选择性、体积小型化以及可靠性等长处，被大范围的运用于高压充电电源、静电驻极电源以及静电除尘高压电源等设备。

  今日为咱们带来的是LC串联谐振改换器的电路结构和作业原理的解说，快和小编一同学习吧。

  LC高压充电机包括原边LC全桥串联谐振电路、变压器和副边整流电路，拜见下图。

  副边电路常用的有全桥整流电路以及倍压整流电路（如下图)。全桥整流适用于大电流场景，关于小电流运用场景可选用倍压整流电路。

  以及谐振电容Cr，其间体二极管（D1~D4）以及寄生结电容（C1~C4）为功率开关器材的自有部分。

  在LC串联谐振电路作业进程中有两个要害频率：开关频率fs和谐振频率fr。

  开关频率是指电路开关器材操控信号频率，而谐振频率与电路的谐振电感与谐振电容有关：

  依据电路的开关频率fs与谐振频率fr的联系，LC串联谐振拓扑电路分为三种作业形式：

  该形式下，开关器材Q1~Q4为零电流注册（t=0及t3时间），零电流关断(t1、t4时间)，二极管D1~D4为低损耗注册和关断。在这种形式下，开关损耗低且电磁搅扰小。

  在这一作业形式下，Q1~Q4为硬注册（t2、t4时间），零电流关断（t1、t3时间）。为削减反向康复电流，二极管D1~D4必须有较好的反向康复特性。

  在这一作业形式下，S1～S4为零电流注册（t1、t3时间），硬关断（t2、t4时间），给电路形成较大的损耗和电磁搅扰，电路的输出特性与恒流源的特性有所违背。

  在实践工程中作业形式1与作业形式3运用较多，其间作业形式1为脉冲频率调制（PFM）方法串联谐振，作业形式3为脉宽调制（PWM）方法串联谐振。

  在半个开关周期内，LC谐振电路的一对开关器材和续流二极管会完结一次谐振，每次谐振包括两个作业进程，电路波形如下图。

  其间，Q1~Q4为开关器材的操控信号，iLr为谐振电感电流，v1为谐振电容两头电压，v2为负载电容等效至原端电压。

  t0~t1：此刻Q1与Q4导通，电感电流大于零，原边电流经Q1、Lr、Cr、Q4活动，给Cr充电，变压器副端DR1、DR4导通，电流经DR1、DR4给负载电容Cd充电；

  t1时间电感电流反向，原边D1、D4导通续流，Cr放电，变压器副端DR2、DR3导通，电流经DR2、DR3给负载电容Cd充电；

  t2时间Cr放电完毕，电感电流为零，此刻Q2与Q3还未收到驱动信号，电路中并无器材导通，电路处于开路状况，负载Cd两头电压根本坚持不变。

  可见电路每次谐振都会给负载电容进行充电，使其两头电压上升一个台阶，这种充电方法又称为等台阶充电。

  PWM方法串联谐振充沛的发挥了PWM技能和谐振改换的长处，是近年来研讨的一大热门。

  因为电路的谐振频率和开关频率较高，充电电容在一个谐振周期中电压改变十分细小。因而，可研讨在PWM操控方法下输出电压不变的稳态作业进程。

  t0~t1：此刻Q1与Q4导通，原边电流经Q1、Lr、Cr、Q4活动给Cr充电，变压器副端DR1、DR4导通，电流经DR1、DR4给负载电容Cd充电；

  时间Q1与Q4关断，原边D2、D3导通续流，谐振电流逐步减小，变压器副端DR1、DR4导通，电流经DR1、DR4给负载电容Cd充电；

  t2~t3：t2时间谐振电流降为零，此刻Q2与Q3还未收到驱动信号，电路中并无器材导通，电路处于开路状况，负载Cd两头电压根本坚持不变。

  LC串联谐振电源若为低压输出（输出电压小于20kV）可直接选用整流电路，电路结构如图。

  假定U1为输出最高电压，二极管/硅堆D1~D4直流反向耐压应为2U1，整流硅堆通流才能I应不小于5倍的输出电流值。例如U1为20kV时，二极管可参阅类型2CL40kV/5A。

  在小电流充电的运用场景里，能够运用多级倍压整流电路取得直流高压。电路由电容与二极管构成，10倍压整流的参阅电路如下图。

  U1为倍压电路输入电压，U2为倍压电路输出电压。两者与倍压等级n的联系为：U2=nU1（此处n=10)。

  需求留意的是，二极管的耐压值应留3~4倍的裕量，即每个二极管耐压应不小于(3~4)U2/n，二极管通流参阅值为5nIo。需求用快康复二极管，一同为避免短路烧二极管，选用的二极管最大浪涌需求尽可能大。

  电容的耐压值能够留2.5~3倍的裕量来考虑，即(2.5~3)U2/n。电容容值则需依据开关频率fs等归纳因从来考虑。

  关于LC串联谐振电路的作业原理今日就介绍到这儿，信任咱们咱们也都对LC串联谐振改换器的作业进程有了更好的了解。

  后续咱们将持续带领咱们对LC串联谐振拓扑进行电路规划电路仿真模型建立，与咱们一同对电路进行仿真调试，验证电路的作业功能。

  本帖最后由 xiaoyao1112 于 2017-9-4 21:10 修改 各位大神们，咱们好。最近在做

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