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一种LLC无桥PFC电路
阅读: 3955 |  回复: 10 楼层直达

2019/06/26 14:05:00
1
boy59[版主]
电源币:1000 | 积分:118 主题帖:60 | 回复帖:300
LV9
军长

QQ截图20160321155901 内容精选】管理员精心选择的优质内容 快来讨论吧


    以前设想过一种兼容软、硬开关优点的混合调制电源,鉴于GaN器件的优异特性准备实验一下。

  混合调制波由基波和调制波构成,基波为正弦波(软开关)调制波为三角波或梯形波(易控)

基波的产生参考正弦振幅变换器原理:

                                            图1-1 正弦振幅变换器

1-1等效为DC-DC理想变压器,输入、输出电压为匝比关系,开环、自驱控制可以实现最佳软开关特性。

当在原边控制信号基础上叠加三角或梯形调制波后可以实现LLC+Buck工作模式,当调制副边(同步GaN管)控制信号时可以实现LLC+Boost工作模式,原、副边同时调制时可以实现LLC+Buck-Boost工作模式。

这次准备实验的是LLC+Boost工作模式,原边为自驱控制,主控芯片在次边可以省去反馈光耦,电路及工作波形如下:

LLC+Boost电路

                                        1-2 LLC+Boost电路

boost波形

                                     1-3 LLC+Boost电路基本波形

从图中看这种混合调制模式的特点就是基波为正弦波,正弦波的包络模拟硬开关波形,最终兼顾软开关的高效和硬开关的可控性。

Boost拓扑很适合用来实现PFC电路,GaN器件具有无体二极管的特性可以实现双向导通控制,这样一种简洁、高效的LLC无桥PFC就有可能实现了。

LLC无桥PFC

                                              1-4 LLC无桥PFC电路

上图电路拓扑并无特别,只需调制一下控制模式就可以综合无桥、LLCBoostPFC、隔离、同步整流等多种特性于一身。

2019/06/26 14:11:36
2
电源网-fqd
电源币:5059 | 积分:15079 主题帖:476 | 回复帖:5079
LV11
统帅
2019/06/26 17:05:03
3
ymyangyong[版主]
电源币:2045 | 积分:477 主题帖:4 | 回复帖:6130
LV12
元帅
顶帖看直播
2019/06/27 11:03:33
4
shao456
电源币:618 | 积分:8 主题帖:1 | 回复帖:180
LV6
团长
这种混合控制模式需要数字来控制吧
2019/06/28 10:57:00
7
boy59[版主]
电源币:1000 | 积分:118 主题帖:60 | 回复帖:300
LV9
军长
控制方式还没想好可能会采用分立器件搭电路,理论上虽然可行到了实际操作有好多问题还需解决……
2019/06/28 10:20:55
5
shao456
电源币:618 | 积分:8 主题帖:1 | 回复帖:180
LV6
团长

坐等大师继续更新,支持一下!

2019/06/28 10:51:22
6
boy59[版主]
电源币:1000 | 积分:118 主题帖:60 | 回复帖:300
LV9
军长

对图1-4这种基于LLC的无桥PFC进行了电路仿真,从结果看这种工作模式确实是可行的。

LLC无桥PFC波形

                                     1-5 LLC无桥PFC电路仿真波形

如上图取谐振电流的包络并按PFC的方式控制就可以实现PFC功能,而包络曲线又是由许多谐振电流曲线构成,图中红圈处展开如下:

LLC无桥PFC波形局部

                                   1-6 LLC无桥PFC电路波形展开

结果显示这种电路具备LLCPFC两种特性,顺带还兼备了无桥和隔离功能。(隔离Boost电路据说不存在)

另外这种工作方式跟“电流馈电推挽拓扑”有相似之处,不过无漏感之忧。

电流馈电推挽电路

                                       1-7 电流馈电推挽拓扑

2019/06/30 09:40:55
8
小欣欣欣
电源币:1 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:1
LV1
士兵
.
2019/07/05 17:11:54
9
boy59[版主]
电源币:1000 | 积分:118 主题帖:60 | 回复帖:300
LV9
军长

尝试设计一款正弦振幅变换器的驱动电路,基本原理是先产生一个震荡频率低于谐振频率的自激震荡电路,当检测到变压器换向信号后换向信号介入从而产生始终等于谐振频率的震荡信号,效果如下:

自动频率谐振波

                                        1-8 自动谐振驱动器波形

这种控制方式不需要检测电流,不受谐振腔参数变化的影响,可自定义死区时间(或可变死区控制?)。

LLC电源刚启动时如果不加相关措施瞬时启动电流会很大,这里利用电流包络做判断来实现限流启动功能:

限流启动                           

                                           1-9 限流启动对比

这里的限流启动过程其实是让LLC电路工作于“Buck”模式。

2019/07/05 20:03:55
10
qinzutaim[版主]
电源币:3745 | 积分:147 主题帖:38 | 回复帖:3817
LV11
统帅
做个标记,等待更新
2019/07/06 11:54:18
11
探索者2
电源币:24 | 积分:0 主题帖:5 | 回复帖:48
LV4
连长
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