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串并联谐振电路的特性

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<strong>一、串联谐振电路:</strong>

当外来频率加于一串联谐振电路时,它有以下特性:
 
1、当外加频率等于其谐振频率时,其电路阻抗呈纯电阻性且有最少值,它这个特性在实际应用中叫做陷波器。
 
2、当外加频率高于其谐振频率时,电路阻抗呈感性,相当于一个电感线圈。
 
3、当外加频率低于其谐振频率时,这时电路呈容性,相当于一个电容。

<strong>二、并联谐振电路:</strong>

当外来频率加于一并联谐振电路时,它有以下特性:
 
1、当外加频率等于其谐振频率时,其电路阻抗呈纯电阻性且有最大值,它这个特性在实际应用中叫做选频电路。
 
2、当外加频率高于其谐振频率时,电路阻抗呈容性,相当于一个电容。
 
3、当外加频率低于其谐振频率时,这时电路呈感性,相当于一个电感线圈。
 
所以当串联或并联谐振电路不是调节在信号频率点时,信号通过它将会产生相移。(即相位失真)

MOSFET电容对LLC串联谐振电路的作用

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LLC的优势之一就是能够在比较宽的负载范围内实现原边MOSFET的零电压开通(ZVS),MOSFET的开通损耗理论上就降为零了。要保证LLC原边MOSFET的ZVS,需要满足以下三个基本条件:

1)上下开关管50%占空比,1800对称的驱动电压波形;

2)感性谐振腔并有足够的感性电流;

3)要有足够的死区时间维持ZVS。

图a)是典型的LLC串联谐振电路。图b)是感性负载下MOSFET的工作波形。由于感性负载下,电流相位上会超前电压,因此保证了MOSFET运行的ZVS。要保证MOSFET运行在感性区,谐振电感上的谐振电流必须足够大,以确保MOSFET源漏间等效的寄生电容上存储的电荷可以在死区时间内被完全释放干净。

摆脱不了的旁路电容谐振

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理想电容只存在于教科书中,现实世界的每个电容器都会因其实体结构而产生额外的复杂性。由介电层(dielectriclayer)隔开的两个极板(plate)与导线或金属箔(metalfoil)串联,即可实现实际的连接;这两种金属导体会导入等效串联电感(ESL)以及等效串联电阻(ESR)。

总而言之,实体电容就是一种串联谐振电路(series tank circuit),具有串联谐振频率以及受串联电阻影响的串联谐振因子「Q」。

电容器并不仅限于其字面意思,在低于其串联谐振的频率下,电容会对电激励(electrical excitation)表现出电容性阻抗;而在高于其串联谐振的频率下,它对电激励表现出电感性阻抗。

关于宽带轨(broadband rail)电压旁路,一个传统的观点认为应该使用不同容量的电容并联组合。常见的并联组合阵容包括:一个大容量的铝或钽电解电容C1;一个大容量的陶瓷电容C2;一个小容量的陶瓷电容C3;电路板的布线电容(artwork capacitance),称之为C4;以及天知道从哪里来的电容,如线束电容(harness capacitance)和/或半导体组件电容,统称为C5。

MOSFET寄生电容对LLC串联谐振电路ZVS的影响

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LLC的优势之一就是能够在比较宽的负载范围内实现原边MOSFET的零电压开通(ZVS),MOSFET的开通损耗理论上就降为零了。要保证LLC原边MOSFET的ZVS,需要满足以下三个基本条件:

1)上下开关管50%占空比,1800对称的驱动电压波形;

2)感性谐振腔并有足够的感性电流;

3)要有足够的死区时间维持ZVS。

图a)是典型的LLC串联谐振电路。图b)是感性负载下MOSFET的工作波形。由于感性负载下,电流相位上会超前电压,因此保证了MOSFET运行的ZVS。要保证MOSFET运行在感性区,谐振电感上的谐振电流必须足够大,以确保MOSFET源漏间等效的寄生电容上存储的电荷可以在死区时间内被完全释放干净。

不谈计算,精细解析LLC的工作原理

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LLC技术已经普及了,再不会就要落后啦!

LLC半桥谐振电路中,根据这个谐振电容的不同联结方式,典型LLC谐振电路有两种连接方式,如下图1所示。不同之处在于LLC谐振腔的连接,左图采用单谐振电容(Cr),其输入电流纹波和电流有效值较高,但布线简单,成本相对较低;右图采用分体谐振电容(C1, C2),其输入电流纹波和电流有效值较低,C1和C2上分别只流过一半的有效值电流,且电容量仅为左图单谐振电容的一半。

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<strong>LLC半桥谐振电路基本原理</strong>

谐振电路