rlc串联谐振电路实验
从上面可以了解到不同的电容有不同的应用场合,并不是价格越高越好。
可以看到50V耐压的Y5V瓷片电容在应用在30V时,容量只有标称值的30%。陶瓷电容有一个很大的缺点,就是易碎。所以需要避免磕碰,尽量远离电路板易发生形变的地方。
ESL:电容等效串联电感。电容的管脚是存在电感的。在低频应用时感抗较小,所以可以不考虑。当频率较高时,就要考虑这个电感了。举个例子,一个0805封装的0.1uF贴片电容,每管脚电感1.2nH,那么ESL是2.4nH,可以算一下C和ESL的谐振频率为10MHz左右,当频率高于10MHz,则电容体现为电感特性。
明显地,输入电压范围越宽,则工作频率范围也会相应地变的更宽,因此,很难对电路进行优化设计。这也是目前所有的谐振拓扑结构中普遍存在的缺点。
rlc串联谐振曲线
谐振电路的研究
倘若这些参数通过等效APR模型阐述得到,以上所作的分析可以直接应用在现实世界中的变压器。反之亦然(viceversa),基于FHA分析得到的设计流程将提供APR模型的参数;因此,必须增加步骤决定物理模型中的那些参数。
lc谐振电路
因此我们可以得到整个工作区间内,半桥POWERMOSFETZVS的充分条件(sufficientcondition)的相位判定
限制最小工作频率(M=Mx与Q=Qmax的交点横坐标)并不能阻止转换器进入容性工作区域。事实上,当工作频率到达最小值时,如果负载继续增加,则会导致工作点沿着垂直线分f=fmin移动,最后穿过分界线。
其中,I表示电容正常充放电时的电流,此时损耗的功率以ESR为主,IP表示泄露电流,此时损耗的功率以RP为主,这两个损耗总功率(即损耗的有功功率)将电能转换为热能,从而使电容器的内部温度升高,继而影响电容器的工作稳定性与寿命,因此消耗功率大的电容不适于高频应用。
当然,电容相关的参数还有很多,不过,设计中最重要的还是C和ESR。
为了达到ZVS,在两个MOSFET轮换开通之间存在死区时间TD。由于工作在感性区域,因此输入电流滞后于输入电压,当半周期结束时,谐振腔的电流Irt仍然在流入,这个电流可以消耗储存在Czvs上的电荷,从而使节点N的电压降为零,所以在另一个开关开启时为零电压开通。
电容器在厂家批量制造的时候,不可能每一个电容值都是精确相等的,而是有一个容量偏差范围,我们称其为容值偏差(CapacitanceTolerance),通常用百分比来表示,也有用字母代号来表示,下表是常用的容值偏差:
其中Rout为负载阻抗,该阻抗折算到变压器原边的反射阻抗Rac为
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