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串聯諧振與并聯諧振

閱讀:463        發布時間:2021-5-11

  對于直流高壓電源來說,抗打火能力是電源的一個很重要的指標。對于抗打火能力,除了保護功能強大及地線處理良好外,電源拓樸選擇也至關重要。如果電源自身具有抗短路功能,也就是說短路情況下電源*可以正常工作,那么電源的抗打火能力將會更強。電源可以工作在短路狀態,一般都采用諧振式拓樸,而諧振式拓樸常使用的有兩種,一種是串聯諧振,一種是并聯諧振。這兩種方式的好處是在開環情況下,由于電感與電容的諧振,輸出是恒流源,*可以工作在短路狀態,并通過電壓環控制,使恒流源變成穩壓源。

  串聯諧振:串聯諧振是使用電感、電容、變壓器串聯三者串聯。

  串聯諧振分為DCM和CCM兩種模式。一般都選擇DCM模式,即選擇。串聯諧振的好處在于可以實現開關管的零電流關斷,這是一種能實現零電流關斷的拓樸,是真正意義上的軟關斷,無關斷損耗。這對于IGBT來說有很大好處,可以不用去考慮IGBT的關斷拖尾帶來的關斷損耗。單個串聯諧振電源可以采用PFM方式,這種方式實現2kW以內;也可以使用初級兩組件并聯移相方案,可以實現幾十千瓦功率輸出的高壓電源。典型電流波形如下圖所示:

  串聯諧振的缺點是電流峰值太大,使開關管承受較大壓力,不利于電源的小型化。

  并聯諧振:這里的并聯諧振真正意義上是并聯負載的串聯諧振。

  并聯諧振與串聯諧振相比醉大優勢是峰值電流較小。同時在短路情況下,整個回路就是對電感充放電,電流波形為三角波,因此可以在短路情況下很容易算出電感的值,再通過電感計算出電容的值,而且誤差很小,對于設計來說這是至關重要的。

  并聯諧振工作在CCM區,電流波形基本上是正弦。開關管是硬關斷,零電壓零電流開啟,沒有開啟損耗。對于關斷損耗,可以在開關管DS(CE)兩端并聯電容,使電流與電壓的交匯點變低,減小關斷損耗。

  并聯諧振還有一個很重要的優勢就是可以把變壓器的漏感與分布電容*利用,使變壓器的設計輕松了許多,再加上各部分參數可以很容易的計算出來,因此設計并聯諧振電源就變得簡單很多。

  并聯諧振可以應該在直流電源及充電電源上。由于其恒流源的性質,應用在需要恒流充電的場合,它幾乎是合適的。

  并聯諧振電源現在已經很成熟,性能很好,在直流和充電兩方面都得到了驗證。

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