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基于LC串联谐振的开关直流电源的仿真及应用

文章来源:稳压电源公司,时间:2017-09-08 09:07    点击量:

    基于LC串联谐振的开关直流电源根据使用的电容电感数量的不同可以分为如下4种直流电源电路拓扑.

基于LC串联谐振的开关直流电源的仿真及应用
    如下的图1是LCC的原理拓扑,负载RP是并联在C3上的,C1+C2是主谐振电容,C3是辅助谐振电容.C1+C2参数的变化对整体工作状态影响远远大于C3.

    如下的图2是LCCD的原理拓扑,比较LCC而言在谐振电容处多了2只钳位二极管,我认为称之为LCCD较恰当.

    如下的图3是LLC的原理拓扑,负载RP是并联在L2上的,L1是主谐振电感,L2是辅助谐振电感.L1参数的变化对整体工作状态影响远远大于L2.C1+C2是主谐振电容.LLC的原理拓扑大家已经很熟悉了.

    如下的图4是LLCD的原理拓扑,即zhangyiping所说的准谐振,比较LLC而言在谐振电容处多了2只钳位二极管,"准谐振"是个什么东西?很难说清楚,所以,我认为称之为LLCD更恰当.

    基于LC串联谐振的开关直流电源的仿真及应用以上各图中的负载RP一般是接变压器的初级,但是当不需要隔离时也可以是直接接负载.

    2015年,"zhangyiping"在【我是工程师】的活动中发表了"新一代软性开关直流电源变换技术专题讨论",提出了所谓第四代准谐振开关直流电源,把LLCD直流电源电路拓扑说成是开关直流电源领域的革命,吹得神乎其神,好像发现了新大陆.实际上,LLCD仅仅是上述4种直流电源电路拓扑之一而已.这4种直流电源电路拓扑根本就不存在第几代之分,更不可能谁革谁的命.这4种直流电源电路拓扑各有各的用处,各有各的存在价值.

    本帖就本人所做所见所闻,并结合仿真讲讲本人的拙见.

    上个世纪90年代,倡导绿色照明,很多公司生产荧光灯电子镇流器,基本直流电源电路如下图5:

    对于做过荧光灯电子镇流器的人,太熟悉这个直流电源电路了.该直流电源电路C4的容量必须足够大,以提供中点直流电源电压,L1和C6似乎形成LC串联谐振,上下功率管的翻转是靠驱动变压器T1(铁氧体)的磁饱和实现的,所以不可能真的谐振.由于铁氧体的饱和磁通随温度变化而变化,从25℃到100℃,铁氧体饱和磁通下降约36%(0.5T降到0.32T),导致工作频率随温度上升而上升,直流电源电流下降,灯功率下降,这是该直流电源电路的第一个重要缺点;功率管的直流电源电流是三角波,功率管的关断是三角波的峰值,损耗很大,这是该直流电源电路的第二个重要缺点.这样的电子镇流器只是仅仅把灯点亮的最低档的劣质产品.

    1993年,本人采用LCCD直流电源电路设计了荧光灯电子镇流器,克服了上述的2个缺点,上图是一个电子镇流器带2支40W荧光灯(1993年,国内主要使用40W荧光灯照明),即一拖二.前级采用MC34262做PFC,所以该直流电源电路的供电直流电源电压为DC390V.由L1、C6、C4、D4、D5组成一路LCCD谐振直流电源电路,带一只荧光灯;由L2、C7、C5、D6、D7组成另一路LCCD谐振直流电源电路,带另一只荧光灯.驱动变压器T1工作磁通小于0.3T,即不饱和状态.两路谐振直流电源电路各干各的,互相不干扰.可以只点一只灯,也可以点两只灯.

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