基于LCC谐振变换器的高压直流电源设计
来源： 作者： 发布时间：2015-05-03 10:50:20 浏览量：摘要：为提高高压直流电源效率，降低其体积和重量，这里介绍了一种基于LCC谐振变换器的高压直流电源设计方法。结合移相脉宽调制(PWM)和脉冲频率调制(PFM)方法，实现变换器在全负载范围内的软开关。首先分析了LCC电路的工作原理，并采用基波近似法进行数学建模，在此基础上，给出不同负载时频率、占空比与电压增益的关系曲线，为设计LCC谐振变换器提供理论依据。最后通过一台峰值电压35 kV，额定功率7 kW的电源样机验证了设计的正确性，系统采用闭环控制，提高了输出电压的精度。
关键词：电源；高压直流；谐振变换器；软开关
1 引言
高频高压变压器是高压直流电源设计的难点，经过分析，如何减小变压器的分布参数是高频高压电源设计的关键。此处通过引入谐振，将变压器分布参数作为谐振元件的一部分，实现开关管的软开关，减小开关损耗，提高开关频率，从而减小变换器的体积。
谐振变换器有串联、并联和串并联3种拓扑。串并联谐振变换器，又称LCC谐振变换器，结合了前两种拓扑的优点，在合理设计参数的前提下，可使电源在输入电压范围变化很大，输出空载到满载的条件下，仍然保持很高的效率。LCC谐振变换器主要有移相PWM和PFM两种控制方法。这里采用PWM和PFM结合的控制策略，在频率变化范围不大，负载电压恒定的前提下，保证变换器从空载到满载范围内均能实现软开关。通过闭环控制，提高输出电压的抗干扰能力。
2 LCC谐振变换器工作原理
2．1 LCC谐振电路工作状态分析
图1为电容型滤波LCC谐振变换器电路。Cs，Ls为LCC谐振电路串联谐振电容和谐振电感，Ls包含变压器折算到初级的等效漏感；Cp为并联谐振电容，包含变压器折算到初级的分布电容。分析前先假设：输出电容很大，Uo保持不变；所有器件都是理想器件；电感电流连续且为理想正弦波。
图2为移相PWM控制稳态时的主要波形。
(1)[t0～t1] t0时刻，电感电流iLs为零，此时VQ4为零电流开通，在前一时段VQ1已经零电压开通，VQ1，VQ4导通，uAB为正，Ls，Cs，Cp发生谐振，输出整流桥关断，uCp从-Uo／n升高，到t1时刻，uCp升高至Uo／n，输出整流桥导通，此阶段结束。
(2)[t1～t2] 大功率电感谐振电流流经VQ1，VQ4，Ls，Cs发生磁环电感器谐振，uCp被箝位在Uo／n，电路由变压器传递能量。
(3)[t2～t3]t2时刻，VQ1关断，iLs给C1充电，C3放电，当C3电压为零时，VQ1～VQ3自然换向完成。由于C1的缓冲作用，VQ1关断时电压上升率很小，近似于零电压关断。
(4)[t3～t4] 在t3时刻，VQ1，VQ3导通，VQ3零电压开通，iLs为正，uAB为零，t4时刻，iLs即将减小至零时，VQ4零工字电感器电流关断。
(5)[t4～t5] iLs流过VD2，VD3，uAB为负，t5时刻，iLs到零，半个周期结束。
t5开始，变换器开始另一半周期的工作，工作过程与上半周期对称，在此不再赘述。
通过以上分析可知，采用移相控制时，开关管不存在开通损耗。关断时，开关管电流转移到与其并联的缓冲电容上，电容限制了开关管两端的电压上升率，从而实现开关管零电压关断。每一个反并联二极管都是自然关断，不存在关断损耗。因此，相比硬PWM模式，采用LCC变换器时，开关损耗会大幅度减小，逆变器效率随之增大。
2．2 LCC谐振变换器稳态模型
为简化分析，使用各个变量的基波分量近似代替变量本身，然后用经典的线性交流分析法进行分析，设计出所需的谐振参数，这就是基波近似法的基本思想。将变压器初级电压和电流进行傅里叶变换后，取其基波分量，发现变压器初级电压基波分量的相位滞后于初级电流基波分量，变压器、整流桥、输出滤波器及负载组成的二端口网络呈容性。故可将变压器以后的模块等效为一个RC并联电路，如图3所示。图中，Re为等效电阻，Ce为等效电容。图中A，B两点电压的基波分量为：
式中：Udc为逆变器的直流输入电压；D为PWM驱动信号的占空比。
单火线电路请问有没有人搞过单火线，能不能开源共享一下，那些网上的资料我都看了，都是点到即止，没什么意义，都是告诉原理之类的，具体的就什么都没有了。给位论友，讨论下沙发难道论友没有人实际
输入电压4.5-36V，芯片工作电压3.5-24V,怎么做电菜鸟求助，输入电压4.5-36V，芯片工作电压3.5-24V,电流不得大于20ma，怎么做电路实现加个简单的三极管+稳压管线性稳压就可以了。
那我稳压管用多少的合适,24V可以吗？ 谢谢
根
锰锌铁氧体磁环电感????????本人试制一高导磁环,绕线前单圈5.0-uH--1KHZ,0.25V磁环T14*9*5
目标电感:16mH50TS
绕好后单圈3.2uH---1KHZ,0.25V磁环T14*9*5第一,你做的材料还存在着很大的差距.
第二,你