五.LLC谐振变换器

news2024/11/18 11:37:01

LLC 谐振变换器启动过程分析

LLC 谐振变换器的组成结构中包含容性器件,为了尽可能减小输出电压纹波,钳位输出电压,此时希望输出滤波电容尽可能的大,因此也会在启动的时候,电容两端电压近似为 0,系统对电容进行充电,此时的电路电流很大,可以达到稳定输出时候电流的几十甚至上百倍。如此大的冲击电流会击穿开关器件,烧毁电容等元器件,损害电路系统或者引发电路保护。
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LLC 谐振变换器软启动控制方法

目前常采用的第一种软启动策略是降频控制。这种控制策略为了增加启动时的谐振阻抗,让开关管的开关占空比保持在 50%,通过远高于谐振频率的开关频率启动,以减小启动电流,逐渐减小工作频率至谐振频率。
第二种方案是单独调节占空比。保持频率不变,单独调节占空比从 0 增加到 50%.
第三种方案是结合上面两种方案,同时调节频率和占空比的方法,占空比从 0 增加到 50%,频率从最高频率递减到谐振频率,两者变化可以分别是线性变化或者幂函数变化。

LLC 谐振变换器降频控制软启动分析

降频控制在启动时通过使用较高频率来增大谐振阻抗,然后慢慢减小频率至谐振频率。
可以发现较高的频率启动也不能保证启动电流很小,尤其是启动一瞬间,系统内部容性器件进行零电压充电,较高的谐振频率,使得在启动一瞬间的几个周期内,谐振电流峰峰值处于启动过程的最大值。根据频率调节下的输出增益式,可以发现,频率接近或者低于谐振频率附近时,增益变化比较大,所以在启动最后 5ms 会有一个尖峰电流的出现。
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LLC 谐振变换器占空比调节软启动分析

占空比调节启动是通过调节占空比从 0%到 50%,逐渐增加系统的谐振回路的谐振电流。是占空比呈现线性变化时的仿真效果图。这种方法对于抑制启动电流的效果明显,启动瞬间电流可以比较理想的呈现线性变化,但是后面谐振电流会出现过冲。根据占空比调节下输出增益变化公式也能发现,当占空比线性变化时,增益刚开始会增加较快,后期增加缓慢,所以前期会出现电流过冲的现象。占空比小于50%启动还有一个问题就是会失去软开关,导致系统效率变低。
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