依据拓扑结构,传统的半桥谐振变换器一般分为三种:半桥串联谐振变换器、半桥并联谐振变换器和半桥串并联谐振变换器。
(1)半桥串联谐振变换器
半桥串联谐振变换器的电路结构如图3-14所示,电路中有两个MOS管Q1和Q2,上下桥臂分别由谐振电感Lr、谐振电容Cr以及负载串联形成一个谐振回路。当半桥中点电压Ura的频率(即开关频率)改变时,串联谐振腔(即Lr、Cr部分)的阻抗会随之改变,负载和谐振腔之间的电压分配也会有所不同。串联谐振腔和负载上分得的电压都要小于输入电压UIN,因此,从输入到负载的直流电压增益都会小于1。当输入电压频率接近串联谐振腔的谐振频率时,谐振腔的阻抗会变得非常小(接近于零),所以输入电压将会加在负载上输出。因此,对于串联谐振变换器,最大直流增益点在谐振频率处,最大直流增益为1。
图3-14 半桥串联谐振变换器的电路结构
(2)半桥并联谐振变换器
半桥并联谐振变换器的电路结构如图3-15所示,它只是将半桥串联谐振变换器的谐振电容Cr并联在励磁电感上。虽然称之为半桥并联谐振变换器,但谐振腔仍然为串联结构,不过负载和谐振电容Cr之间为并联结构,更准确地说是并联负载输出的串联谐振变换器。由于拓扑中变压器一次侧并联一个电容,故变压器二次侧必须增加一个输出电感,以达到阻抗匹配。与半桥串联谐振变换器不同,半桥并联谐振变换器直流增益可以大于1,而且它的工作频率区域要小得多,轻载条件时开关频率只要在很窄的范围内变化就可以实现对输出电压的调整,但轻载时谐振电流比较大,产生大量无功能量,输出滤波电感也比较大。
(www.daowen.com)
图3-15 半桥并联谐振变换器的电路结构
(3)半桥串并联谐振变换器
半桥串并联谐振变换器的电路结构如图3-16所示。它的谐振腔由Lr、Cr和Cp三个谐振元件组成。半桥串并联谐振变换器的谐振腔可以看作是半桥串联谐振腔和半桥并联谐振腔的复合体,为了阻抗匹配,也需要增加一个输出滤波电感,兼具半桥串联谐振变换器和半桥并联谐振变换器的特点,但相比半桥串联谐振变换器,负载波动时半桥串并联谐振变换器工作频率的变化范围要小得多。
图3-16 半桥串并联谐振变换器的电路结构
综合以上三种半桥谐振变换器会发现:半桥串联谐振变换器有比较实用的优点,而缺点主要是轻载工作频率较高,但这对于中频工作的变换器还是能够接受的,应综合考虑在模块电源中电压和电流应力方面以及损耗方面的要求。下面主要讨论在串联谐振基础上发展起来的LLC串并联谐振电路。
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。