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串并聯諧振變換器的介紹

發布:2022-07-01 閱讀量:

特高壓電力旗下的串聯諧振可以幫助眾多電力工作者更加方便的進行各類電力測試。

串聯諧振試驗如何進行?(圖1)

諧振網絡通常由多個無源電感或電容組成,由于元件個數和連接方式上的差異。常見實用的諧振變換器拓撲結構大致分為兩類:一類是負載諧振型,另一類是開關諧振型。負載諧振型變換器是一種較早提出的結構,注重電源電壓轉換比特性的改善。按照諧振元件的諧振方式可分為串聯諧振(也稱為串聯諧振試驗裝置)變換器、并聯諧振變換器以及兩者結合產生的串并聯諧振變換器。

串聯諧振:由于是串聯分壓方式,其直流增益總是小于1,類似BUCK變換器。輕載時為穩住輸出電壓,必須提高開關頻率,在輕載或空載的情況下,輸出電壓不可調,輸入電壓升高使系統的工作頻率將越來越高于諧振頻率。而諧振頻率增加,諧振腔的阻抗也隨之增加,這就是說越來越多的能量在諧振腔內循環而不傳遞到副邊輸出;但在負載串聯諧振中,流過功率器件的電流隨著負載變輕而減小,使通態損耗減小。

并聯諧振:輸出端可以開路但不能短路,會損壞諧振電容,并且過大的原邊回路電流對開關器件及電源都會產生沖擊;輕載時,不需通過大幅改變頻率來穩住輸出電壓。與串聯諧振相比變換器工作范圍更大,可工作至空載;當輕載時輸入電流變化不大,開關管的通態損耗相對固定。在輕載時的效率比較低,較為適合工作于額定功率處負載相對恒定的場合。

傳統的 LC 串聯諧振開關電源為了實現小型化,被迫提高其工作頻率,以減小濾波電感和開關變壓器的體積,但頻率的提高卻使開關損耗增加而效率下降,且開關噪聲變大。

LLC串聯諧振變換器主要采用電流諧振、只在開關從 ON 到 0FF 及 OFF 到 ON 期間是電壓諧振。其開關波形為正弦波,因而在給開關元件加上電壓時,不會流過大電流;而且利用開關元件的寄生電容實現零電壓開關 (ZVS) ,可制成高頻、高效及噪聲極低的變換器。


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