串LC单硅后级分析.docx

串 LC 单硅后级分析常见鱼机单硅后级电路,硅元件和 loCo 的联接方式有串联和并联之分,对负载而言有负载与 locO 并接的输 出方式和电容并接的输出方式,并单硅电路我国使用比较普遍,以电容输出的变形并单硅用法和串联方式单硅电 路国内使用较少，我们一般把它叫做单硅变形电路，下文是变形单硅电路的一种，即硅原件和LC回路是串接的硅后 级电路,为叙述方便,我将其称为串单硅;电容输出的分析方法和它类似,有部分差别,本文主要详细分析串单硅后 级的工作原理,参数选择特点和计算方法,图 1 是总参考图电输并硅法容出单接HP:WDVR1与 载0愉 件IO负GOI的式 元coI联与接方 硅串R1并出FR307 FR30?J_L双变自激串单硅输出电路原理部分:<1>升压充电期间原理分析接通电源,前级 DC-DC 变换器经整流电路输出正常直流高电压 ,同时硅触发驱动电路启动开始 工作,此时负载电阻 R1 由于硅处于关闭状态,负载上输出低电压.触发脉冲到来时,硅被触发,接通 后级电路,负载开始得电,输出平顶直流电压部分,平顶电压数值为电源供电电压数值 ;后机电路为两路并联，硅导通后相当于导线接通，一路向负载供电，一路向另一与负载并联的LO CO RO支路供电, 该支路工作时随参数选择不同工作的状况有如下几种情况(1)过阻尼方式,临界方式.这两种情况下 电容CO最高电压为供电电压E,电容储能期间鱼机工作时为获得高电压高效省电尖脉冲，由于这种 方式电容最高电压较低,一般不采用这种模式.(2)阻尼振荡工作方式:这种情况电容CO在工作中可 以获得高于电源供电电压的峰值，选择不同LO CO RO电容峰值可在E-2E之间变化;Ro越小损耗越 小,电容峰值越接近2E，越大电容最高电压越低，向E靠近，变形串单硅鱼机后级的尖脉冲形成就依 赖于LO CO RO支路具有升压功能的阻尼振荡的模式.下图为升压期间工作电路说明图,其中图2为等效分解图和相关参考，图3为硅导通时LO CO RO支 路电流充电路径图.串单科LV > 击畦启缓分新琏紬說号拒弐〒容接逸并结科电憑哄也占渓會我球 曲屯錯分别快电直载^上电耳更蛙电电压塞垃的欝平 辭汾1:汀冋言汀负發波矗<1>:充电升压期间的相关计算充电期间电流路径,临界以下过阻尼曲线b和阻尼振荡曲线a(1):LoCoRo,硅元件在充电期间形成升压阻尼振荡的前提条件及各相关参数间的关系(2)形成震荡的边界条件基成阻尼叢荡萌边界条件曲雄导TO®式卷數代入化简 左:u第铝 于5 %lo° Id CoTo3 422 =戸Troco < *北7T(3):阻尼振荡输出时最高 Umax 的确定：St壅波形.从渡形可臥看出，匸⑴第一他嵯摄丈值的条件拠口二打时其中裘达式近的tna養二助—亠匕旷吃u圍％f +韵 cos a 、 $It 时 L^I/JttLSL-： = So-COSCK•c叭—卄羸怙沖—步最高电压U(t)max数值化简由推算可知！ £越毀程越戏燧)cos a:卜角讣阿孑=-—【DC2-57谊口 = R-对皿=——T在入参S［遴一歩化窟荷:迂© = U + A e~^ cas(s/ + &)<3>［其中“貂止］cosa =——皿口沁+色巳尹=E+色鼻丄A cy J1 2T -To J2 ，Up=应十+丄=应十E+M* e 孑畔 ToT7bUc最 大值 表达 式取 决于T 和To 的比 值(4):鱼机使用情况下的实用关系计算式(5)曲线与周期偏移量的关系阻尼振荡前提条件下，理想状态为R0数值的时候,loCo对应的周期,当电阻R0不为零时不再完全有理性参数决定由于损耗震荡强度随电阻 R0 减弱不同,周期偏移量越大阻尼振荡电容的最高电压幅值越低,阶段性的成线性关系,图中显示了影响关系，理想状态下峰值最高可达2E.尖峰电压过低会影响捕鱼效果,实际使用时必须达到1.5E的电源 电压,从图可以看出对应偏移量要小于 3%以下(6):鱼机参数选择计算制约式4比丿1.021尖峰电压应尽肯能的高.雪輪移量小于彌时电容E可获得匸5諏 輕实际应再竝达到匸5EfftRa. Go. La之间的制约关系式推到:卜皿上皓最圜电压、上面的式子进一歩推到如下：RO^CO^-a z 10^ 2 < ^R0( 0.2 *K * k 如Po 100肓/其中K为(T-T“ /To百分数星面的分子部分 亦且m值择租尼援荡要求为大于等于0的实数 说明;上式中轨充电期间回路总电阻，渤小于啲数值,根据电路设计要求最高电压的要求自己选 .取,K值越/卜芟求的丘0越小刀max也越高160uf充电期间电容升压的高低取决于loCoRo参数的选择，鱼机m常数实际值的选择最低1.5,（参见 后面部分），上图为m=1.5时对应百分比近似为3时的参考图,不同的loCo在受脉宽的限制下不同取R 水明时的数值也=2 7ufco — 4. 1 7mh27uf僦Ouh270uT4 -7uh电间大界近计选图 充期Ro最边值似算择135uf2O3uf 56uh338uh236uf3.34ufN=1.2.7uf4.1 7mhF.C{ 0.2 +K 耳色 实际迭择K值咖于出ItE 黒3计基其他数值算法 上裁数泰以K兀 最高水阻厦用边界可参 衲关计算值时 loCo 回路总电阻（主要是导线阻值,电感阻值,可控硅导通阻值）必须小于上面边界参数,其他 的可以参照上面计算改变相关比例.⑺：充电期间lo Co Ro支路电流峰值的估算推导充电期间Iq Co Ro最大电流峰值的确定充电期问是牛电源彷扌也二也的充电上蛋尽胃有此但由亍实际使芹E寸数宜狼小电蓮的特确I-算已段百多天童也 斤件的远萍土夏是E的最大直曲乙逬行最高曲旳彳古畀即可说£1问题 令血怒托毛蹈盲做一个毛捋跚UOX充电旳 亦瓯过程.将上可堆你i」算心弍简化分祈： 3 «- A'* d -竺£ 込亦也7 Q当捡-」时cDs^aJics&匸l.gF = 0,卫=J丁是丄丈为.Q匚⑺-瓦用①一恳叱c■心：伽忙，77i = —= E»C"讥;m I6f水:事中嗨信为.i ：i.dx =月“U" w = E*匚匚^―=月亠念 ^ ' Z?也就是说迄辛不巨的弘,充电叵路电淀竜大峰值不会超过r -,，—幷且回路最大tvW值士全由二、参翁e e i.次定V }o7L - 2爪匕 * % Cu = 丫。

*— —■Jo luTo」一宀】 用77 to初无r I不匸力1i??> = £*, — = £ W - * —\兑 2丸£周期序定的情况下Id 沁值臨反比关系I减咖一惜C审墙大一倍从计算可現看出魁渣舟値同祥增大一低 胃期哒的情况下’电澄峰值与胆麻ioQi値廉反it关。