LLC电源设计之RLC分析(1)

每当我们在学习LLC电源设计时,我们会看到各种各样的等效电路,公式化简、基波分析,等一大堆繁杂工作,搞得我们不知道从何入手;增益公式、感容分界线等是怎么推导出来的,总是一头雾水;对于初学者来说想要弄明白LLC电源中的各种公式推导化简,计算;我想不是一件简单的事情。

我也是从一个LLC小白慢慢摸索,以前是东搞一下,西挖一下,知识点零零碎碎,没有系统的整合,理解总是出现断层,重要的公式也只知道结论,别人问我为什么是这样,我也说不出个所以然来。虽然设计的电源也能跑,但是心里总是担心,那天会不会就炸机,冒烟!因为心里很清楚,这个方案设计自己并没有完全消化,原理并没有完全弄懂;不是完全属于自己的东西。因此就想把自己走过的弯路,其他人少走;把经验总结记录一下,自己也查漏补缺;分享出来与大家共同探讨、共同进步。希望在后续LLC设计连载总结里,能给大家一些设计灵感。

那么我们就开始LLC电源设计之RLC电路分析:

上图是一个RLC电路,首先我们都知道电感和电容的两个重要知识点:

(1)电感的特性:电流不能突变,电感电流始终滞后与其电压90°;

电感存储能量:

电感的电压:

电感的感抗:

(2)电容的特性:电压不能突变,电容电流始终超前与其电压90°;

电容存储的能量:

电容的电流:

电容的容抗:

根据上面的RLC电路;那么我们是不是能得到输入的总阻抗表达式:

化简后:

在RLC回路中,一定会存在一个频率f,使得:

这时电容容抗=电感感抗;此时电阻R两端的电压就等于交流电压Vac;我们称RLC电路在这个频率点谐振;此时的电路称电阻性;此时的频率也叫谐振频率f0:

此时的输入电流:

时,RLC整体是偏感性,输入电流Iin始终滞后输入电压Vac小于90°,因为只是偏感性。

同样道理,当

时,输入电流Iin始终超前输入电压Vac小于90°,因为只是偏容性。

【特别提醒:电感的电流依然是滞后电感电压90°,这个是器件的特性是不变的;电容是同理的】

在谐振点处还能看到一个特性:RLC是串联着的,那么流过三者的电流时一样的;从欧姆定律我们知道:

化简后知道:

当电路中的电感、电容选定后,谐振频率也就定了,那么UL和UC两端的电压会跟随R值变化,R越大,UL、UC越小,反之亦然。当R看成是负载电阻RL时,那么就存在一个等效的最大值和最小值,此时我们也能知道电容两端最大电压,这是我们选型的关键参数。

小结:首先了解基本的RLC电路,为后续理解LLC电路建立一些基础知识。因为这两者很多共通之处。今天就总结到这里。

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  • QKYZP 02-15 00:52
    楼主,那个RLC的总阻抗Zin=j(WL-1/WC)-R 才对吧
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