串联谐振电压转换器的工作原理
具有串联谐振(也称为变频谐振)电路的桥式电压转换器电路的操作(图1),该电路分析中使用的方法可用于计算其他类型的谐振转换器。它们具有一个共同的特性-利用LC电路的谐振特性可以实现接近正弦的瞬变,而对电路的分析几乎可以简化为串行或并行RLC电路的计算。
图1具有串联谐振电路的桥式谐振电压转换器。
具有串联谐振LC电路的负载通过半导体开关定期连接到Vcc输入电源。在晶体管打开状态间隔中,在电容器C中发生能量存储的谐振过程,并且部分能量转移到负载。在晶体管的闭合状态间隔中,存储在电容器中的能量通过返回二极管传输到负载,并部分返回电源。输出电压的调节是通过改变晶体管的延迟角来实现的。关断期间晶体管的损耗等于零,因为在漏极电流流过零之后,漏极的电压前沿才开始。导通损耗取决于晶体管的导通延迟角。随着负载的增加,延迟角减小,开关晶体管出现在较低的电流值。这提供了较小的功率损耗。
取决于在转换器中接通的延迟角的值,电感器的连续或间歇电流的模式是可能的。
在电感器的间歇电流模式下,仅在通过返回二极管的电流等于零之后,晶体管才会打开,而包含晶体管的损耗也等于零。
如果整流器的输出端有足够大的容量,则转换器可以以电感器的间歇电流模式持续运行。在这种情况下,使用所谓的输出电压调节。继电器操作模式。
在电感器的间歇电流模式下,通过串联谐振电路的电流的时间依赖性如图2所示,其中Tp是电路的自然振荡周期,Tpr是转换周期,Tn是暂停时间。
