本文將使用Mathcad對LLC公式進(jìn)行全面推導(dǎo),主要包括以下幾個部分:

1.定義基本參數(shù):

2.LLC輸入阻抗推導(dǎo)
LLC經(jīng)過簡化后其框圖(如下圖)為方波疊加在LR,CR,LM//RAC上面,所以其電壓比可以等效為兩點的阻抗比,而阻抗與頻率有關(guān)。

輸入阻抗為諧振電感的感抗+諧振電容的容抗+等效電阻與勵磁電感的感抗并聯(lián):


3.LLC增益推導(dǎo)
LLC電壓增益為Vo/Vin,即為阻抗比值:

4.LLC最大最小頻率及最大Q值推導(dǎo)
LLC增益曲線最大增益處為容性區(qū)與感性區(qū)的分界點,即為純阻性, 此時輸入阻抗虛部為0,即

Qmax為容性區(qū)和感性區(qū)臨界點的品質(zhì)因數(shù),為了防止諧振腔進(jìn)入容性區(qū),將Q值設(shè)為0.95Qmax左右。此時對應(yīng)LLC的最大增益,即低壓輸入高壓輸出滿載,即臨界點為Gmax和Qmax、fmin。

以上結(jié)果含有容性區(qū)和感性區(qū)兩個解,選取感性區(qū)解即可,且分界點為最小頻率:

高壓輸入低壓輸出(Gmin)和空載條件(Q=0)時為最大開關(guān)頻率(fmax)

以上即為Gmax、Qmax、fmin、fmax的由來,由于FHA推導(dǎo)均基于正弦波計算,而最大最小頻率時諧振電流均不是正弦,所以計算存在偏差,其只能保證完全諧振時的準(zhǔn)確性,如果需要更加準(zhǔn)確得到參數(shù),可以再輔以仿真分析。
下一期將繼續(xù)介紹等效負(fù)載、諧振電流等公式推導(dǎo)。
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